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拍動循環培養システムを用いた心チューブの構築と機能解析

Publicly Offered Research

Project AreaEstablishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications
Project/Area Number 23136516
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionJikei University School of Medicine (2012)
Waseda University (2011)

Principal Investigator

南沢 享  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (40257332)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2011: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Keywords階層構造 / 心筋細胞 / 心臓発生 / 心機能 / 高分子シート / 弾性線維 / 機械的刺激
Outline of Annual Research Achievements

心臓機能は、心筋細胞を含む10種類の心臓構成細胞が高度の協調性を保つことによって維持されている。心臓機能異常を 理解するためには複合的な階層構造体として心臓構成細胞の協調性の破綻を捉えることが重要である。本研究では、複合 的機能と階層構造を有する心臓組織の三次元再構築系を創成し、機械的刺激が心臓構成細胞の機能に及ぼす影響を明らか にすることを目指す。その最初の段階として、単純化された三次元構造でありながら、階層性と腔構造を有する心チュー ブを構築する。こうした三次元再構築系モデルは、心臓発生・再生の機序解明や心機能回復を目指す革新的方法(治療) の開発を行う上で、定量的測定とシミュレーション研究をつなぐ研究基盤を築くために極めて重要である。 【ラット培養細胞系での心チューブの確立】 既に公表されている遺伝子情報を活用すること、細胞自体への遺伝子操作を加えること、などを考慮し、ラット新生仔心 臓及び大動脈から単離した心筋細胞と血管平滑筋細胞を用いた。そこで最初に既に作成に成功している血管において、ラット胎仔大動脈血管平滑筋細胞が使用できるかどうかの検討を行った。まず、ラット胎仔から採取した大動脈血管平滑筋細胞を順次積層化し、7層まで細胞生存性を保ったまま、重層化することが出来た。この再構築系を用いて、血管弾性線維形成に影響を与える要素の検討を行い、重層化した平滑筋細胞では細胞分化がより亢進しており、血管弾性線維の形成が有意に促進していることが判明した。そこで次にポリグリコール酸生体吸収高分子シートにラット胎仔大動脈血管平滑筋細胞を播種し、約4週間培養し、シート外側部分への平滑筋細胞の生着が認められた。その部位はエラスチン染色で染まる部分が存在し、弾性線維形成が行われていることが示唆された。以上の結果から、再構築系にラット胎仔細胞を利用することが可能であることが示された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2012 2011

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Sarcalumenin plays a critical role in age-related cardiac dysfunction due to decreases in SERCA2a expression and activity.2012

    • Author(s)
      Jiao Q, et al.
    • Journal Title

      Cell Calcium.

      Volume: 51 Issue: 1 Pages: 31-39

    • DOI

      10.1016/j.ceca.2011.10.003

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inhibition of EP4 signaling attelluates aortic aneurysm formation2012

    • Author(s)
      Yokoyama U
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 7 Issue: 5 Pages: e36724-e36724

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0036724

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cardiac origin of smooth muscle cells in the inflow tract2011

    • Author(s)
      Nakano H, Minamisawa S, Chien KR, Nakano A, et al
    • Journal Title

      J Mol Cell Cardiol

      Volume: 50 Issue: 2 Pages: 337-345

    • DOI

      10.1016/j.yjmcc.2010.10.009

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chewing reduces sympathetic nervous response to stress and prevents post-stress arrhythmias in rats2011

    • Author(s)
      Koizumi S, Minamisawa S, Sasaguri K, Onozuka M, Sato S, Ono Y
    • Journal Title

      Am J Physiol Heart Circ Physiol

      Volume: 301

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mechanical Stretch Promotes Elastic fiber Formation in Rat Aortic Smooth Muscle Cells.2012

    • Author(s)
      會田昴司
    • Organizer
      The American Society For Cell Biology Annual Meeting.
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2012-12-15
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Rat SMCs within 3D Cellular Mutilayers Exhibit Contractile Phenotypes and Layered elastic fiber2012

    • Author(s)
      Ishiwata R
    • Organizer
      The 8th Congress of Asian Society for Pediatric Research
    • Place of Presentation
      ソウル, 韓国
    • Year and Date
      2012-05-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] The manner of metabolism is different between the atrium and the ventricle.2012

    • Author(s)
      Shimura D
    • Organizer
      Experimental Biology 2012
    • Place of Presentation
      San Diego, USA
    • Year and Date
      2012-04-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 3D cellular muti-layer of rat smooth muscle cells has a potential as a novel ex vivo arterial model2012

    • Author(s)
      石渡遼、横山詩子、門脇功治、松崎典弥、明石満、石川義弘、南沢享
    • Organizer
      The 89TH Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Place of Presentation
      松本市総合体育館(長野県)
    • Year and Date
      2012-03-30
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 3D cellular mutilayers of rat smooth muscle cells have a potential as a novel ex vivo vascular tissue model2012

    • Author(s)
      石渡遼、横山詩子、門脇功治、松崎典弥、明石満、石川義弘、南沢享
    • Organizer
      The 1st HD Physiology International Symposium
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-01-20
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Cyclooxygenases-1/2 and Prostaglandin Receptor EP4 May Play Roles in Increased Susceptibility of The Aorta in Brown-Norway Rat2011

    • Author(s)
      Hsieh YE, Liu N, Yokota T, Jiao Q, Minamisawa S
    • Organizer
      The 7th Congress of the Federations of Asian and Oceanian PhysiologicalSocieties (FAOPS)2011
    • Place of Presentation
      Taipei (Taiwan)
    • Year and Date
      2011-09-13
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Three dimensional cellular multi-layer technology utilized evaluation of elastic fiber formation and phenoype of rat vascular smooth muscle cells2011

    • Author(s)
      石渡遼、横山詩子、門脇功治、松崎典弥、明石満、石川義弘、南沢享
    • Organizer
      The 7th Japan-China-Korea Pediatric Heart Forum
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      2011-07-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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