2019 Fiscal Year Research-status Report
血管新生における内腔圧の相反する機能とその制御メカニズムの解明
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19K22517
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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) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 血管新生 / 創傷治癒 / 内腔圧 / 糸球体 / メカノバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ゼブラフィッシュをモデル脊椎動物として用いた蛍光イメージングにより、血管新生における内腔圧の相反する機能とその制御メカニズムの解明を目的としている。本年度は以下の研究成果を得た。
内腔圧が創傷治癒過程の血管新生を抑制するメカニズムの解明
これまでに損傷血管の伸長は、血流に対して下流側から活発に起こるのに対し、上流側では血流に起因する内腔圧が血管伸長を阻害していることを発見した。さらに、内腔圧は内皮細胞に伸展刺激を負荷することで、内皮細胞のアクチン重合と極性形成を抑制し、血管新生における血管伸長を阻害することを示した。本年度はその機構について解析を行い、内腔圧による内皮細胞への伸展刺激は、先導端へのアクチン重合促進因子Arp2/3複合体の動員を抑えることで、アクチン重合と極性形成を阻害していることを示した。さらに、伸展張力を感知するセンサーとして、BARドメイン含有タンパク質であるCIF4とFNBP1Lが関与する可能性を見出しており、現在、血管新生におけるこれら分子の役割と膜張力センサーとしての機能について解析を進めている。
内腔圧が糸球体血管網の形成における血管新生を促進する機構の解明
これまでにゼブラフィッシュを用いた解析から、背側大動脈から出芽した血管枝は直接糸球体内に侵入するのではなく、前腎糸球体を取り巻くように血管を形成することが分かった。その後、糸球体を取り巻く血管が管構造を維持したまま糸球体内に侵入すること、さらに、侵入した血管が互いに融合・分離を繰り返し、糸球体内に複雑な毛細血管網を構築することが分かった。また、この過程で血流を停止すると、糸球体を取り巻く血管が管構造を維持できず、糸球体を被覆するようになり、その結果として糸球体内に血管が侵入できないことが示された。以上の結果から、血流は血管構造を安定化することで糸球体血管形成に寄与していることが示された。
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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
【研究実績の概要】で示したように、2019年度は当初予定していた計画のほとんどを実施することができた。まず、内腔圧による内皮細胞への伸展刺激が、内皮細胞運動と血管新生における血管伸長を抑える機構を示すことができた。そのため、得られた成果を論文化するための準備を進めている。また、糸球体血管形成にける内腔圧の役割とメカニズムについても、まだ途中であるが順調に進展している。以上を総合的に考え、「おおむね順調に進展している」との自己評価にした。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は、創傷治癒過程の血管新生における内腔圧の新たな役割とメカニズムに関する論文を投稿する。平行して、内腔圧による内皮細胞の伸展刺激が、Arp2/3複合体の先導端への動員を抑制するメカニズムについて解析を進める。具体的には、BARドメイン含有タンパク質であるCIF4とFNBP1Lの膜張力センサーとしての機能を示すとともに、血管新生におけるこれら分子の役割をin vivoおよびin vitroで解明する。一方、内腔圧が糸球体血管網の形成における血管新生を促進する機構については、血流が血管構造を安定化し、それにより糸球体内への血管網の侵入を制御する分子メカニズムの解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
本研究を開始した2019年度はじめの研究室の所在地は神奈川県川崎市小杉町 日本医科大学武蔵小杉病院内であったが、2020年1月に東京都文京区千駄木に移転となった。そのため、移設のために一時期実験が停止することになったため、予定より物品の使用額が少なくなった。2020年度は、通常の研究活動が可能になるため、精力的に研究を推進するための物品を追加で購入する。
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