生体イメージングで明らかとなった血管新生の新たな制御機構とその生理的意義の解明
| Project/Area Number |
21K19358
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 48:Biomedical structure and function and related fields
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| Research Institution | Nippon Medical School |
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Principal Investigator |
福原 茂朋 日本医科大学, 大学院医学研究科, 大学院教授 (70332880)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | 血管新生 / 内腔圧 / 創傷治癒 / メカノセンサー / アクチン細胞骨格 |
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| Outline of Research at the Start |
創傷やがんなどの疾患により組織が低酸素状態に陥ると、それを解消するため血管新生が誘導されます。血管新生は、既存の血管から血管枝が出芽・伸長し、虚血組織に新たな血管網を構築する現象です。本研究では、血流に起因する内腔圧（血流によって血管内腔に負荷される圧力）が血管新生を制御する新たな機構を解明し、その生理的・病的な意義を明らかにすることで、血管新生制御における新たな概念を提唱します。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、血流に起因する内腔圧が血管新生を制御する機構とその生理的・病的な意義の解明を目的に研究を実施した。
本年度は、発生期血管新生における内腔圧の役割について解析を行った。ゼブラフィッシュの腸血管は、胎生期に形成されるsubintestinal vein（SIV）に由来する。血管新生によるSIVの形成過程をライブイメージングにより観察したところ、SIVの元となる血管が、総主静脈の腹側に頭尾軸に沿って配向するように形成され、その後、同血管から背側・腹側の両方に血管が出芽し、血管枝を伸長させつつ腹側へと移動していくことが分かった。その後、これら血管の血流が開始した途端、腹側に伸びる血管枝が退縮し、機能的なSIVが形成された。血管枝が退縮する機構について解析を行ったところ、血管枝に血流が流れ込み、管腔が拡張し、内皮細胞に伸展刺激が負荷されることで血管枝が退縮することが示された。以上の結果から、血流に起因する内腔圧は、血管枝の退縮を誘導することで、SIV形成時の血管リモデリングを惹起し、機能的なSIV形成に寄与していることが示された。
本研究期間を通して、創傷治癒過程の血管新生における血流に起因する内腔圧の役割を発見し、その制御メカニズムを解明した。特に、TOCAファミリーに属するBARドメイン含有タンパク質は、血管新生における内皮細胞遊走を司る重要なアクチン重合制御因子であるとともに、内腔圧センサーとしても機能し、創傷治癒における血管新生を厳密に調節していることを明らかにした。さらに、同機構が発生期におけるSIVの形成を制御していることを発見した。今後、がんなどの病的血管新生における、内腔圧の役割について解析を進めていく。
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Report
(3 results)
Research Products
(44 results)
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[Journal Article] Endothelial cells regulate alveolar morphogenesis by constructing basement membranes acting as a scaffold for myofibroblasts.2024
Author(s)
Watanabe-Takano H., Kato K., Oguri-Nakamura E., Ishii T., Kobayashi K., Murata T., Tsujikawa K., Miyata T., Kubota Y., Hanada Y., Nishiyama K., Watabe T., F?ssler R., Ishii H., Mochizuki N., Fukuhara S.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 15
Issue: 1
Pages: 1622-1622
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Rap1 small GTPase is essential for maintaining pulmonary endothelial barrier function in mice.2023
Author(s)
Yamamoto K., Watanabe-Takano H., Oguri-Nakamura E., Matsuno H., Horikami D., Ishii T. Ohashi R., Kubota Y., Nishiyama K., Murata T., Mochizuki N., Fukuhara S.
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Journal Title
FASEB J
Volume: 37
Issue: 12
Pages: 1-18
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Coronary artery established through amniote evolution.2023
Author(s)
Mizukami K., Higashiyama H., Arima Y., Ando K., Okada N., Kose K., Yamada S., Takeuchi J.K., Koshiba-Takeuchi K., Fukuhara S., Miyagawa-Tomita S., Kurihara H.
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Journal Title
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Mechanical loading of intraluminal pressure mediates wound angiogenesis by regulating the TOCA family of F-BAR proteins2022
Author(s)
Yuge S, Nishiyama K, Arima Y, Hanada Y, Oguri-Nakamura E, Hanada S, Ishii T, Wakayama Y, Hasegawa U, Tsujita K, Yokokawa R, Miura T, Itoh T, Tsujita K, Mochizuki N, Fukuhara S.
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 13(1)
Issue: 1
Pages: 2594-2594
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] KCNJ8/ABCC9-containing K-ATP channel modulates brain vascular smooth muscle development and neurovascular coupling.2022
Author(s)
Ando K., Tong L., Peng D., V?zquez-Li?banas E., Chiyoda H., He L., Liu J., Mochizuki N., Fukuhara S., Grutzendler J., Betsholtz C.
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Journal Title
Developmental Cell
Volume: 57
Issue: 11
Pages: 1383-1399.e7
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Lysine demethylase 2B regulates angiogenesis via Jumonji C dependent suppression of angiogenic transcription factors.2022
Author(s)
Sasaki Y., Higashijima Y., Suehiro J., Sugasawa T., Oguri-Nakamura E., Fukuhara S., Nagai N., Hirakawa Y., Wada Y., Nangaku M., Kanki Y.
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun.
Volume: 12
Pages: 16-23
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Proper migration of lymphatic endothelial cells requires survival and guidance cues from arterial mural cells.2022
Author(s)
Peng D., Ando K., Hu?mann M., Gloger M., Skoczylas R., Mochizuki N., Betsholtz C., Fukuhara S., Schulte-Merker S., Lawson ND., Koltowska K
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Journal Title
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Mechanical load regulates bone growth via periosteal Osteocrin2021
Author(s)
Watanabe-Takano H., Ochi H., Chiba A., Matsuo A., Kanai Y., Fukuhara S., Ito N., Sako K., Miyazaki T., Tainaka K., Harada I., Sato S., Sawada Y., Minamino N., Takeda S., Ueda H.R., Yasoda A., Mochizuki N.
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 36
Issue: 2
Pages: 109380-109380
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Conserved and context-dependent roles for Pdgfrb signaling during zebrafish vascular mural cell development.2021
Author(s)
Ando K., Shih Y.-H., E. Lwaki, Grosse A, Portman D., Chiba A., Mattonet K., Gerri C., Stainier D.Y.R, Mochizuki N., Fukuhara S., Betsholtz C, Lawson N.D.
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Journal Title
Dev. Biol.
Volume: 479
Pages: 011-22
DOI
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Peer Reviewed
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