| Project/Area Number |
22K09870
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
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| Research Institution | Nippon Medical School |
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Principal Investigator |
高田 弘弥 日本医科大学, 医学部, 教授 (30824833)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今村 道博 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 遺伝子疾患治療研究部, 研究員 (80221787)
古家 喜四夫 名古屋大学, 総合保健体育科学センター, 研究員 (40132740)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | メカノバイオロジー / 定圧刺激 / リンパ管形成 / リンパ浮腫 / 圧刺激 / リンパ管内皮細胞 / 管腔形成 / カルシウム応答 |
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| Outline of Research at the Start |
血管と同様に全身に張り巡らされているリンパ管は体表面では毛細リンパ管同士で細かな網目構造を形成している。リンパ管は単層構造で透過性が高いため、比較的大きな分子であるタンパク質や病原体など通常血管には入らないものもドレナージされる。そのためリンパ管内部には澱んだ流れが発生し、血管内腔を流れる血液によるずり応力よりも大きな物理的ストレス（圧刺激）に曝されている。しかし、心臓や血管では物理的刺激の影響が広く調べられているが、リンパ管についての研究は大きく遅れている。
そこで、ヒト皮膚リンパ管内皮細胞頂上面に働く定圧刺激がリンパ管新生にどのような影響を及ぼすかを検討し、その仕組みを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
微小重力環境では、動物とヒトの骨格筋の量や機能、あるいは骨のカルシウムの代謝が低下し、培養筋細胞の分化も抑制されることが実験的に証明されている。即ち、荷重や重力などのメカニカルストレスは、筋肉や骨をはじめ臓器内細胞環境の維持に不可欠な物理的刺激であることが明らかになってきた。細胞はアピカル位(頂上面)に対する適切な定圧刺激によって生理機能が修飾され、場合によっては細胞の運命が制御される可能性があるとの仮説から、リンパ管に対する定圧刺激は、筋ポンプによるリンパ還流機能の活性化として作用するだけでなく、リンパ管新生にも寄与すると推察した。そこで、荷重に伴うリンパ管内皮細胞(HDLEC)の細胞形態の変化が細胞分化・増殖にどのような影響を与えるか、また、その細胞の微小変形時の細胞応答のリアルタイムイメージングを第一に検討している。即ち、細胞頂上面からの定圧刺激による細胞変形量と応答を視覚的に解析である。①培養した HDLEC 細胞に定圧刺激を負荷し、タイムラプス撮影顕微鏡を用いて細胞運動や形態変化を観察した。その結果、細胞が接着しネットワーク形成がみられた。②定圧刺激による細胞変形イメージングを共焦点レーザ顕微鏡で観察したところ、細胞内に空胞が認められ、管腔形成をし始めている可能性が示唆され た。また、今年度は定圧刺激を負荷した時の細胞内Ca2+濃度変化のライブイメージングも行った。動物モデルとしてマウス尾リンパ浮腫モデルを導入し、リンパ浮腫の細胞外環境向けた新しい治療戦略の科学的根拠を導くことも行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度の実験は、当初の計画通り進んだ。 リンパ浮腫動物実験モデルも検討し、リンパ浮腫を抑制・改善するメカニズムからも考察ができている。動物実験モデルでリンパ浮腫の現象から極めて重要な知見が得られた。
一方で、細胞の維持に手間取り、定圧刺激に対する各種阻害剤を用いたメカニズム考察は少し遅れ気味である。
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| Strategy for Future Research Activity |
予定通り、定圧刺激による細胞変形イメージングの再現性をとりながら、細胞の微小環境の変化、すなわち定圧刺激によって誘起される細胞内 Ca2+濃度変化に加え、細胞外 K+放出などをリアルタイムイメージング解析する。
機械刺激依存性形態変化および細胞内Ca2+変化に対する薬理学的阻害剤を用いて、メカニズムを考察する。
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