Measurement of platelets adhering to intact endothelial cells under low shear flow conditions

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K12633
• Research Institution: Tokyo City University
• Principal Investigator: 島野 健仁郎 東京都市大学, 理工学部, 教授 (90287475)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 千尋 東京都市大学, 理工学部, 講師 (00570699) ; 氏家 弘 東京都市大学, 理工学部, 教授 (00138869)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 血小板粘着 / 内皮細胞 / アデノシン二リン酸 / トロンビン

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、内皮細胞が無損傷であっても低ずり応力下で起こる血栓形成についての数理モデルを提案することを最終目的としている。そのためには、血栓形成速度を決定づける重要な要因の一つである血小板粘着速度がアゴニスト濃度と血流のずり速度に対してどのように変化するか定量的に知る必要があるが、内皮細胞が無損傷である場合の血小板粘着速度については、既存のデータがほとんどない。そこで、本研究では内皮細胞を底面に播種した微小な流路でブタ全血の潅流を30分間行うことで血小板粘着量の定量的データを取得するべく試みている。アゴニストにはアデノシン二リン酸（ADP）とトロンビンを用いている。実際の動脈内で発生するあらゆる状況に対応するべく、アゴニスト濃度とずり応力の組み合わせを様々に変化させて潅流を行い、データ取得を行っている。
その結果、ADPをアゴニストとして用いた場合については、濃度上昇とともに血小板粘着数は増加するが、濃度が1μMを越えると粘着数は増加しない傾向があることが明らかになった。また、ずり速度の上昇に伴い機械的な力が血小板に加わるため、粘着数が減少することも定量的に確かめられた。一方、トロンビンを用いた場合については、トロンビン濃度とずり速度を網羅的に設定して定量的データを得る段階にはまだ至っていないが、トロンビンが血小板を活性化する能力を有しており、0.1 unit/mLの濃度で十分に粘着血小板数を増加させることを確認することができた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルスの感染広がりにより、潅流実験実施場所である東京都市大学医用工学科の施設を使用できない期間が長引いたこと、入構制限等により研究に協力する学生の確保に困難をきたしたこと、等により、トロンビンをアゴニストとして用いた潅流実験の実施回数を当初の予定よりも少なくせざるをえなかったため。
なお、実施できた実験についてはデータの整理が着実に進んでおり、次年度に学会発表や論文発表を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

トロンビンをアゴニストとして用いた場合について、アゴニスト濃度とずり速度を変化させた潅流実験を実施し、血小板粘着量について網羅的な定量的データを取得することを目指す。合わせて、これまでに得られたデータに基づいた学会発表や論文投稿を積極的に行っていく。また、本研究課題が最終目的とする血栓形成数理モデルの提案について、実形状の脳動脈瘤を用いたモデル検証計算を実施していく予定である。

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの感染広がりにより、潅流実験実施場所である東京都市大学医用工学科の施設を使用できない期間が長引いたこと、入構制限等により研究に協力する学生の確保に困難をきたしたことにより、トロンビンをアゴニストとして用いた潅流実験の実施回数を当初の予定よりも少なくすることを余儀なくされた。また、国内・国外ともに対面型の学術会議開催が控えられていたのが実情であった。以上の結果、実験に必要な機器の購入と、学術会議への出席を控えることとなり、次年度使用額が生じた。
次年度使用額は、潅流実験の実施、実験補助アルバイト代、学会発表および論文投稿に充当していく予定である。