生体内細胞代謝と連動する血管内皮細胞の栄養供給調節の非侵襲・非線形生体観察
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21H03352
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | Hamamatsu University School of Medicine |
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Principal Investigator |
本藏 直樹 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (40518081)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 優子 浜松医科大学, 医学部, 教授 (20345812)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
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| Keywords | 血管生理学 / 非線形光学顕微鏡 / 生体代謝活動計測 / 非侵襲生体光イメージング技術 |
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| Outline of Research at the Start |
生物は食物を摂取することで栄養素を補給し生命を維持している。その栄養素を全身に存在する細胞へ隈無く、また適切に運搬することが必須である。これを一手に担っているのが生体で唯一の物質輸送路、血管のネットワークである。血管を介した物質のやり取りが生命維持機構の根幹となり、それが崩壊すると個体の死を招く。本研究では、生体内の血管および組織を可視化し、血管からどのように栄養素が組織内の細胞に輸送され、その結果、変動する代謝活動を単一細胞ごとに計測する。これによって“いつ・どこで・どのように”エネルギーが消費され、細胞機能がどのように変動するのかを解明し、栄養供給と生体細胞生理学を直接結ぶ研究を提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
血中に存在する栄養素が、血管内皮細胞を介してどのように組織に供給されるのか、またその結果として近接細胞の代謝活動がどのような変動するのかは、全く未知であり非常に大事な問題である。これを前提に以下の問いに答える研究を、本申請書にて提案することで、真の生体内細胞代謝活動をモニターし、生体細胞栄養生理学の確立を目指している。
これを実現するため、前年度までに確立した最新のタンパク質ベースのカルシウムセンサーである jGCaMP7s トランスジェニックマウスと、血管内皮細胞のみで組換えが生じるCRE発現マウスを組み合わせて、血管内皮細胞特異的発現を実現している。またそのマウスを利用して、局所の組織活動がベースの条件であっても、盛んに血流調整や血管内皮細胞のカルシウムスパイクが生じており、さらにはその活動は毛細血管分枝ごとに細かな調整がおこなわれていることを前年度までに明らかにしてきた。その詳細を探るために組織内に炎症物質（histamine）、血管成長因子(VEGF)、運動代謝物質(乳酸など)を、微小ガラス電極を用いて微少注入することで、生体内局所環境を人為的に変動させ、その際生じる生体応答を先述のカルシウムセンサー発現血管内皮細胞を非線形生体光学顕微鏡にて捕らえることに成功した。
その結果、局所環境で発生したシグナルは、血管内皮細胞のギャップ結合を介して情報伝達をおこなっていることを計測でき、またそれはシグナルの種類によって伝達の範囲が異なる様子を捕らえることに成功つつある。さらに現在血管近傍にある組織内の細胞にもカルシウムセンサーを発現するマウスを作成し、血管での情報伝達と、近傍の細胞活動との連動を切り分けながら計測できる研究も継続しておこなっている。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
