培養血管を用いた流れ場における物質透過現象の解明

• Project/Area Number: 07770489
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Circulatory organs internal medicine
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 片岡 則之 東北大学, 工学部, 助手 (20250681)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1995: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 血管内皮細胞 / 物質透過性 / せん断応力

Research Abstract

麻酔下のウサギより、大動脈弓部の終端部から下行大動脈にかけての15mm程度の部分を無菌的に摘出し、これを管軸方向に切り開き、本来の血流方向と垂直に血管内面が流れにさらされるように平行平板型フローチャンバに設置した。ローラーポンプを用いて培養液(ダルベッコ改変イ-グル培地に10%ウシ胎児血清を混合)を灌流することにより、2Paの定常的なせん断応力を負荷した流れ場で灌流培養を行った。20時間の灌流終了後、螢光色素であるFITCでラベルされたアルブミン(10mg/cc)を混合したハンクス平衡塩緩衝液に15分間血管内面をさらし、フローチャンバより取り出したあと螢光強度より血管に取り込まれたトレーサーの濃度を求め透過率を算出した。また、同様に灌流終了後、銀染色により内皮細胞を染色して写真撮影を行ない、写真をもとに内皮細胞のShape index(4πA/P^2、A:細胞の面積、P:細胞の周長)を計測した。摘出直後の下行大動脈の内皮細胞は血流の方向に伸長し(Shape index=0.48±0.10)配向した様子が観察された。また、このときアルブミンの透過率は9.14×10^<-6>(cm/sec)であった。本来の血流方向と垂直な方向に2Paの定常的なせん断応力を20時間負荷した後に内皮細胞の形態を計測したところ、流れの方向に伸長(Shape index=0.57±0.10)、配向した細胞が多く観察され、培養細胞を用いた実験と同じ20時間程度でせん断応力に対して形態反応を示した。また、20時間のせん断応力を負荷した後にアルブミンの透過率を測定したところ、摘出直後と比較して変化は見られなかった。今回の実験ではせん断応力負荷前後で細胞の形状はほぼ等しく、流れの方向に伸長、配向した状態で透過率の測定を行った。今後、血管内面に流れを負荷し、内皮細胞の形態が変化していく過程を詳細に調べ、さらにその過程での物質透過率の変化を調べることにより、血流と内皮細胞の形態、および物質透過率の関連を明らかにしていく予定である。