Study for the pathogenesis of moyamoya disease from aspect of vascular shear stress and endothelium

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10728
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 松尾 宗明 佐賀大学, 医学部, 教授 (20219398)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 江良 択実 熊本大学, 発生医学研究所, 教授 (00273706) ; 北川 裕之 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (40221915) ; 島野 健仁郎 東京都市大学, 工学部, 教授 (90287475)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: もやもや病 / 多能性幹細胞 / 血管内皮細胞 / 細胞外マトリックス / 血流ストレス

Outline of Annual Research Achievements

今年度は樹立した3例のもやもや病患者のiPS細胞と正常コントロール2例のiPS細胞の血管内皮細胞への分化誘導を行い、遺伝子発現、細胞表面マーカーの発現で内皮細胞への分化を確認した。細胞外マトリックスの組成を解析したところ、もやもや病患者群では正常コントロールに比して、コンドロイチン硫酸の硫酸化パターンが変化していることが明らかになった。すなわち、患者群では、正常に比し低硫酸化の傾向を認めた。このことは、もやもや病患者の血管内皮では、細胞外マトリックスの組成が変化していることを示している。血管内皮細胞表面のマトリックスは、血流ストレスや細胞接着因子からの刺激を細胞に伝え、血管の拡張性、細胞の接着、血管壁への細胞の侵入にも関係していることが知られている。したがって、本研究結果は、もやもや病の発症要因としての細胞表面マトリックスの関与を示唆している。
また、血流ストレスモデルの解析では、内頸動脈終末部と総頸動脈終末部の壁面せん断応力分布を比較した．その結果，もやもや病好発部位である内頚動脈終末部の壁面せん断応力値が最大値，平均値ともに3.5倍であることが示された．また，内頚動脈終末部の流れでは，高速な流体が壁面のごく近くを通過するという特徴があり，これが壁面せん断応力の上昇の原因となっていることが分かった．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

血管内皮細胞への分化誘導で解析に必要な細胞数を確保するのに時間を要した。また、研究機関の途中で、研究補助員の退職、交代があり、研究が滞った時期があった。

Strategy for Future Research Activity

細胞外マトリックス分析について、再現性を確認する。再現性が確認された場合は、もやもや病の原因遺伝子と細胞外マトリックスの関係を明らかにするため、遺伝子発現を抑制したり、変異を導入した細胞でのマトリックスの変化について解析する。

Causes of Carryover

研究の遂行上必要が生じたため、80万円を前倒して請求したが、予定より使用が少なく済んだため余剰が生じた。