2016 Fiscal Year Research-status Report
肺高血圧症罹患細胞により構築した血管モデルを用いた肺高血圧症進展機構の解明
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16K09488
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| Research Institution | 独立行政法人国立病院機構岡山医療センター(臨床研究部) |
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Principal Investigator |
小川 愛子 独立行政法人国立病院機構岡山医療センター(臨床研究部), 独立行政法人国立病院機構 岡山医療センター(臨床研究部), 分子病態研究室長 (40572748)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 肺高血圧 / 微小血管モデル / メカノストレス / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肺高血圧症(pulmonary hypertension: PH)は，肺小細動脈の血管内腔が狭小化・閉塞することにより肺動脈圧が上昇し，右心不全に至る難治性疾患である．これまでに複数のPH治療薬が開発されているものの，いまだ予後不良である．肺小細動脈の狭小化・閉塞を引き起こす肺血管リモデリングの本態は，肺動脈平滑筋細胞(PASMC: pulmonary artery smooth muscle cells)の異常増殖と考えられているが，その詳細な発症機構は明らかにされていない．特に，他の血管疾患の進展に重要と考えられている，メカノストレスのPH病態への影響はほとんど検討されていない．そこで本研究では，メカノストレスに着目し，PHの病態進展に重要なPASMCの増殖を制御する分子機構を解明することを目的として，PH症例から単離・培養したPASMCを用いて肺微小血管モデルを作成し，以下の検討を行った.
①PH症例の肺動脈内の血流速を実測し，実際のずり応力を算出し，血管が受けているメカノストレス強度を算出した．この値を，本研究で負荷する至適メカノストレスとした．②ポリジメチルシロキサンを用いた流路を使用した微小血管モデル流路に，PH症例由来PASMCを一層播種した血管モデルを作成した．さらに，PH症例由来PASMCに内皮細胞を積層する2層培養状態の細胞を流路内に組み込んだ，送液可能な血管モデルの作成にも成功した．これらの血管モデルに対して，上記メカノストレスを加え，細胞の形態や増殖能や細胞内シグナルへの影響を観察した．
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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
PH症例の肺動脈にかかるずり応力を実測値から計算したところ，これまでに血管疾患で報告されている値より高いことが明らかとなった．この患者実測値に基づいたずり応力を負荷したところ，1層のPASMCだけで構成された血管モデルでは細胞剥離が起こり，血管モデルの維持が困難であった．そこで，コーティング方法などの適切な細胞播種条件を検討するとともに，内皮細胞を組み合わせた2層構造からなる血管モデルを作成したところ，高ずり応力下においても細胞維持が可能であった．本血管モデルの作成方法に関して特許出願を行った．初年度に計画していた成果が得られており，計画は概ね順調に進行していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は，メカノストレスのターゲット分子の同定を目的として，前年度作成した，PH症例由来PASMCに内皮細胞を積層する2層培養状態の細胞を流路内に組み込んだ血管モデルを用いて以下の検討を行う．
他の血管疾患においてメカノストレス感知機構，細胞増殖亢進機構に関与することが報告されているPDGF-B，TGF-β，Akt，ERKを中心にメカノストレスの影響を解析する．即ち，高／低ずり応力を加えた細胞を用いて，上記の細胞内シグナル伝達系の分子の発現量や局在，活性化状態を免疫染色やPCR，ウェスタンブロットなどを用いて評価するとともに，細胞の形態変化，表面マーカーの発現，細胞増殖能などを検討し，小肺動脈内のずり応力に対する応答機構を解明する．
さらに，網羅的な遺伝子発現解析を実施し，新規の関連分子を検索する．即ち，静置細胞と送液負荷細胞などからそれぞれmRNAを抽出し，GeneChip解析を行い各種の遺伝子の発現量を測定する．統計解析手法を用いて各種の細胞間の遺伝子発現量の比較を行い，PH病態の進展やメカノストレス応答を制御するシグナルパスウェイと関連分子を同定する．
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| Remarks |
産業財産権の発明者には，本研究代表者の戸籍名が記載されている．
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Research Products
(11 results)
