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血流動態を考慮した細胞共存型血管モデルによる動脈硬化症発生メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15300153
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東北大学

研究代表者

坂元 尚哉 (2004)  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20361115)

大橋 俊朗 (2003)  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30270812)

研究分担者 佐藤 正明  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30111371)
坂元 尚哉  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20361115)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
13,400千円 (直接経費: 13,400千円)
2004年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2003年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
キーワード内皮細胞 / 平滑筋細胞 / 共存培養血管モデル / せん断応力 / 動脈硬化症 / 細胞間相互作用 / 遊走性 / 物質透過性 / バイオメカニクス / 細胞共存型血管モデル / 流れ負荷 / 共存培養血管
研究概要

内皮細胞と平滑筋細胞を共存培養した血管モデルを用いて,内皮細胞表面に流れを負荷した場合の内皮細胞の機能変化,平滑筋細胞の遊走性を調べることにより動脈硬化症発生メカニズム解明を目的とした研究を行い,以下の成果を得た.
1.平滑筋細胞のみのモデルに比べ,共存培養血管モデルの平滑筋細胞遊走性は約1.8倍増加した.しかしせん断応力負荷により共存培養モデルの平滑筋細胞遊走性は有意に抑制された.また内皮細胞のNO合成を阻害した場合にはせん断応力によって平滑筋細胞遊走性は抑制されなかった.このことから静置培養環境下では内皮細胞によって平滑筋細胞の遊走性は促進され,せん断環境下では産生が増加した内細胞由来NOが平滑筋細胞の遊走性を抑制していることが明らかになった.
2.静置培養環境下において,内皮細胞のみで構築した単体培養モデルと共存培養モデルの物質透過性には差が見られなかった.せん断応力を負荷することにより共存培養モデルの物質透過性は有意に減少した.内皮細胞単体培養モデルの物質透過性に対するせん断応力の影響は観察されなかった.平滑筋細胞は内皮細胞の物質透過性に重要な役割を持つことが考えられた.
3.静置培養環境下において,血管モデルの内皮細胞に接着した白血球数は内皮細胞単体モデルに比べ約1.8倍であった.せん断応力を負荷することで血管モデルに接着した白血球数は減少し,内皮細胞単体モデルと差が見られなくなった.内皮細胞単体モデルでは白血球の接着性にせん断応力の影響は現れなかった.平滑筋細胞との相互作用により,内皮細胞表面の接着蛋白質発現が増加することで白血球接着性が上昇し.またせん断応力はこの上昇を抑制することが示唆された.
これらの結果から,内皮細胞と平滑筋細胞は血流環境の変化によって互いの機能を変化させる相互作用を有し,動脈硬化症病変の進展に深く関わっていることが明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (27件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Shear stress to endothelial cells controls migration of cocultured smooth muscle cells2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sato
    • 雑誌名

      International symposium cardiovascular physiome

      ページ: 37-38

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of shear stress on permeability of vascular endothelial monolayer cocultured with smooth muscle cells2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      JSME International Journal Series C 47

      ページ: 992-999

    • NAID

      110004820828

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 静水圧に対する培養内皮細胞の形態的変化とその評価2004

    • 著者名/発表者名
      坂元尚哉
    • 雑誌名

      第43回日本エム・イー学会大会プログラム・論文集 42

      ページ: 589-589

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Role of nitric oxide in migration of smooth muscle cells in cocultured model2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      The Proceedings of First Asia Pacific Conference on Biomechanics 04-293

      ページ: 83-84

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 動脈硬化症発生メカニズムにおける内皮細胞と平滑筋細胞の相互作用2004

    • 著者名/発表者名
      坂元尚哉
    • 雑誌名

      第27回日本バイオレオロジー学会年会プログラム・抄録集 18

      ページ: 40-40

    • NAID

      10012364336

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanical properties of a single stress fiber isolated from cultured smooth muscle cells2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sato
    • 雑誌名

      Proceeding of the 2004 BMES Annual Fall Meeting (CD)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 共存培養モデルを用いた平滑筋細胞遊走性に与える一酸化窒素の影響2004

    • 著者名/発表者名
      坂元尚哉
    • 雑誌名

      日本機械学会第16回バイオエンジニアリング講演会講演論文集 03-38

      ページ: 31-32

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Shear stress to endothelial cells controls migration of cocultured smooth muscle cells2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sato
    • 雑誌名

      Int Symp Cardiovasc Physiome

      ページ: 37-38

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of shear stress on permeability of vascular endothelial monolayer cocultured with smooth muscle cells2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      JSME Int J Ser C 47

      ページ: 992-999

    • NAID

      110004820828

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of morphological change in cultured endothelial cells exposed to hydrostatic pressure (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      43rd Ann Conf Jpn Soc Med Biol Eng Prog 42

      ページ: 589-589

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Role of nitric oxide in migration of smooth muscle cells in cocultured model2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      Proc First Asia Pacific Conf Biomech 04-293

      ページ: 83-84

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Role of cellular interaction between endothelial cells and smooth muscle cells in mechanism of atherogenesis (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      27th J Jpn Soc Biorheol 18

      ページ: 40-40

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanical properties of a single fiber isolated from cultured smooth muscle cells2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sato
    • 雑誌名

      Proc 2004 BMES Ann Fall Meeting (CD)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of nitric oxide on migration of smooth muscle cells in cocultured model (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      16th Bioeng Conf 2004 Ann Meeting of BED/JSME 03-38

      ページ: 31-32

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of shear stress on permeability of vascular endothelial monolayer cocultured with smooth muscle cells2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      JSME International Journal Series C Vol.47,No.4

      ページ: 992-999

    • NAID

      110004820828

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 静水圧に対する培養内皮細胞の形態的変化とその評価方法2004

    • 著者名/発表者名
      坂元尚哉
    • 雑誌名

      第43回日本エム・イー学会大会プログラム・論文集 Vol.42 Suppl.1

      ページ: 589-589

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Role of nitric oxide in migration of smooth muscle cells in cocultured model2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      The proceedings of The First Asian Pacific Conference on Biomechanics No.04-293

      ページ: 83-83

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 動脈硬化症発生メカニズムにおける内皮細胞と平滑筋細胞の相互作用2004

    • 著者名/発表者名
      坂元 尚哉
    • 雑誌名

      第27回日本バイオレオロジー学会年会プログラム・抄録集 18巻

      ページ: 40-40

    • NAID

      10012364336

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 共存培養モデルを用いた平滑筋細胞遊走性に与える一酸化窒素の影響2004

    • 著者名/発表者名
      坂元 尚哉
    • 雑誌名

      日本機械学会第16回バイオエンジニアリング講演会講演論文集 No.03-38

      ページ: 31-32

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 流れ刺激を受ける内皮細胞内骨格構造の実時問拳動観察2003

    • 著者名/発表者名
      大橋俊朗
    • 雑誌名

      日本バイオレオロジー学会 17(1)

      ページ: 24-28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Oxygen tension modulates Ca^<2+> response to flow stimulus in endothelial cells exposed to hyderostatatic pressure2003

    • 著者名/発表者名
      T.Ohashi
    • 雑誌名

      Technology and Health Care 11

      ページ: 263-274

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] せん断応力を負荷した共存培養血管モデルにおける平滑筋細胞遊走性の変化2003

    • 著者名/発表者名
      坂元尚哉
    • 雑誌名

      第42回日本エム・イー学会大会論文集 41

      ページ: 391-391

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fluid shear stress affects migration of smooth muscle cells cocultured with endothelial cells2003

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2003 Summer Bioengineering Conference (CD)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Real time observations of actin filament dynamics in cultured endothelial cells exposed to fluid flow (in Japanese)2003

    • 著者名/発表者名
      T.Ohashi
    • 雑誌名

      J Jpn Soc Biorhel 17(1)

      ページ: 24-28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Oxygen tension modulates Ca^<2+> response to flow stimulus in endothelial cells exposed to hydrostatic pressure2003

    • 著者名/発表者名
      T.Ohashi
    • 雑誌名

      Techol Health Care 11

      ページ: 263-274

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Changes in migration of smooth muscle cells in cocultured blood vessel model exposed to fluid shear stress (in Japanese)2003

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      42nd Ann Conf Jpn Soc Med Biol Eng Prog 41

      ページ: 391-391

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fluid shear stress affects migration of vascular smooth muscle cells cocultured with endothelial cells2003

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      Proc 2003 Summer Bioeng Conf (CD)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大橋俊朗: "流れ刺激を受ける内皮細胞内骨格構造の実時間挙動観察"日本バイオレオロジー学会誌. 第17巻・第1号. 24-28 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ohashi: "Oxgen tension modulates Ca^<2+> response to flow stimulus in endothelial cells exposed to hydrostatic pressure"Technology and Health Care. Vol.11・No.4. 263-274 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 坂元尚哉: "せん断応力を負荷した共存培養血管モデルにおける平滑筋細胞遊走性の変化"第42回日本エム・イー学会大会プログラム・論文集. Vol.41,Suppl1. 391 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 大橋俊朗: "せん断応力負荷内皮細胞における焦点接着斑アクチンフィラメントの動的挙動"日本機械学会2003年度大会講演論文集. Vol.V No.03-1. 33-34 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sakamoto: "Fluid shear stress affects migration of vascular smooth muscle cells cocultured with endothelial cells"Proceedings of the 2003 summer Bioengineering Conference. (CD). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sato: "Dynamic behavior of focal adhesion-associated proteins of cultured endothelial cells in shear flow condition"CD-Rom Proceedings of World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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