心臓血管系の心筋細胞は、血流や心臓拍動によって発生する機械的応力に常にさらされている。細胞への力の効果は、様々な研究が報告されているが、ミトコンドリアのような細胞小器官への影響は未だ未解明である。そこで、我々は、先端が平坦なベント光ファイバー(BOF)と共焦点蛍光顕微鏡を用いて、ミトコンドリアにナノニュートンの外力印加を試みた。BOFチップを用いて単一ミトコンドリアに力を印加することによってミトコンドリアのヤング率は、9.6~115kPaの領域にあることが分かった。さらに、ミトコンドリアを膜電位色素で染色し、蛍光強度の変化を計測した。その結果、より活性度の高いミトコンドリアは、より高い脱分極周波数を示すことが明らかとなった。同様な傾向は、50nN以下の外力印加で観測された。さらに、100nNより大きな外力では、脱分極周波数は低下することが示された。
　以上の研究結果より、ミトコンドリアの機能は、ナノニュートンレベルの外力などの物理的環境下で影響を受けることが明らかとなった。

The cells in the cardiovascular system are constantly subjected to mechanical forces created by blood flow and the beating heart. The effect of forces on cells has been extensively investigated, but their effect on cellular organelles such as mitochondria remains unclear. We examined the impact of nano-Newton forces on mitochondria using a bent optical fiber (BOF) with a flat-ended tip (diameter exceeding 2 μm) and a confocal fluorescence microscope. By indenting a single mitochondrion with the BOF tip, we found that the mitochondrial elastic modulus was proportional to the (−1/2) power of the mitochondrial radius in the 9.6–115 kPa range. We stained the mitochondria with a potential-metric dye (TMRE) and measured the changes in TMRE fluorescence intensity. We confirmed that more active mitochondria exhibit a higher frequency of repetitive transient depolarization. The same trend was observed at forces lower than 50 nN. We further showed that the depolarization frequency of mitochondria decreases under an extremely large force (nearly 100 nN). We conclude that mitochondrial function is affected by physical environmental factors, such as external forces at the nano-Newton level.