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2014 Fiscal Year Research-status Report

血圧測定による内皮機能低下現象の解明と新たな動脈硬化診断法への応用

Research Project

Project/Area Number 26560257
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

松本 健郎  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30209639)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉田 修啓  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20532104)
矢口 俊之  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (70385483)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords動脈硬化診断 / 血管内皮細胞 / 血圧測定 / コロトコフ音
Outline of Annual Research Achievements

血圧計測時の圧平が血管壁に与える影響を調べるために,2年間にわたる研究を進めている.研究初年の本年度は,まず,ヒト上腕動脈に関して,現有するFMD/PMC計測装置を用い,内皮機能の指標としてFMD値,平滑筋機能の指標としてPMC値を,血圧測定による血管圧平の前後で計測した.具体的には,まず,FMD計測として,上腕にFMD/PMC計測用密閉容器を装着してから前腕部をカフで5分間駆血,血流を再開した後の上腕動脈の径拡張量を測定した.次にPMC計測として,容器内に陰圧をステップ状に負荷して上腕動脈を拡張させた後,上腕動脈の径収縮量を計測した.この後,一旦,容器を取り外し,市販の血圧計で血圧を1,3,または5回計測した.その後,再び,容器を装着してFMD計測とPMC計測を行った.その結果,血圧を1または3回計測してもFMD値,PMC値ともに有意な変化は現れなかったが,5回連続で計測するとFMD値が有意に低下した.これより通常の血圧測定を5回繰り返すと内皮機能が低下する可能性が示された.
家兎総頸動脈を用いたin situのFMD再現系の確立については,血管周囲を希薄ノルアドレナリン添加生理食塩水で満たし,温度を37℃に保つことで,FMD現象を生じさせることが1/2程度の確率でできるようになった.しかし,FMD応答が出現しない場合もあり,原因を探る必要がある.また,血管圧平後にFMDが低下する傾向も確認することができた.FMDが低下した総頸動脈の内面をSEM観察したところ,内皮細胞が剥がれ,細胞密度が低下していること,細胞形態が丸くなっていることなどを確かめた.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通り,ヒトでの上腕動脈圧平前後でのFMD/PMC値変化の計測データを蓄積することができ,血圧測定により,FMDが有意に低下するものの,PMCは低下しないことを確認することができたから.また,家兎総頸動脈を用いたFMD再現実験も概ね順調に進んでいるから.

Strategy for Future Research Activity

ヒト上腕動脈圧平前後でのFMD/PMC値の変化に関し,データの蓄積を計る.特に,血圧測定波形のどの成分がFMD低下に関係しているのか,明らかにする.
家兎総頸動脈におけるFMD応答の再現実験に関しては,歩留まりの低い原因を調べる.また,血管の圧平により糖鎖がどのように変化するのか,調べる.

Causes of Carryover

家兎総頸動脈を用いたin situのFMD再現系の確立について,再現性のある実験条件の確立に手間取っており,様々な条件を試しているために,実験プロトコルを定めて集中して実験を繰り返し,データ蓄積をする段階に至っていないため.

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度のなるべく早い時期に家兎総頸動脈を用いたin situのFMD再現系についてプロトコルを確立し,動物実験を集中して進めるようにする.次年度への繰越約86万円と次年度の請求額140万円のうち,ヒトでの計測実験に必要な費用,旅費,人件費・謝金などで必要となる金額,概ね100万円を除いた約125万円程度を動物実験関係の物品費として使用する.

  • Research Products

    (21 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 3 results) Book (3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Multiphasic Stress Relaxation Response of Freshly Isolated and Cultured Vascular Smooth Muscle Cells Measured by Quasi-In Situ Tensile Test2015

    • Author(s)
      Nagayama K, Saito S, Matsumoto T
    • Journal Title

      Bio-Medical Materials and Engineering

      Volume: 25 Pages: 299-312

    • DOI

      10.3233/BME-151276

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] On the roles of actin stress fibers on the mechanical regulation of nucleus in adherent cells2014

    • Author(s)
      Nagayama K, Yahiro Y, Yamazaki S, Ukiki M, Matsumoto T
    • Journal Title

      The 15th International Conference on Biomedical Engineering, IFMBE Proceedings

      Volume: 43 Pages: 299-302

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Estimation of the mechanical connection between apical stress fibers and the nucleus in vascular smooth muscle cells cultured on a substrate2014

    • Author(s)
      Nagayama K, Yamazaki S, Yahiro Y, Matsumoto T
    • Journal Title

      Journal of Biomechanics

      Volume: 47-6 Pages: 1422-1429

    • DOI

      10.1016/j.jbiomech.2014.01.042

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 血圧測定後の血管内皮機能低下因子の解明に関する基礎研究2015

    • Author(s)
      河原純哉,矢口俊之,杉田修啓,松本健郎
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第46回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      春日井
    • Year and Date
      2015-03-12 – 2015-03-12
  • [Presentation] 家兎総頸動脈におけるFMD再現系の確立と血管圧平が内皮細胞に及ぼす影響の解析2015

    • Author(s)
      河口磨紀,矢口俊之,杉田修啓,長山和亮,安達栄治郎,松本健郎
    • Organizer
      第25回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-03-05 – 2015-03-06
  • [Presentation] 家兎総頸動脈におけるリアルタイムFMD計測法の確立と血管圧平の影響の解析2015

    • Author(s)
      河口磨紀,矢口俊之,杉田修啓,長山和亮,安達栄治郎,松本健郎
    • Organizer
      日本機械学会第27回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2015-01-09 – 2015-01-10
  • [Presentation] ヒト上腕動脈平滑筋運動能の評価に向けた心電図同期によるチョッパ圧負荷法の開発2014

    • Author(s)
      矢口俊之,狩野雅史,杉田修啓,長山和亮,益田博之,松本健郎
    • Organizer
      平成26年度日本生体医工学会東海支部学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2014-10-18 – 2014-10-18
  • [Presentation] 心電図同期チョッパ圧負荷によるヒト上腕動脈平滑筋運動能の評価2014

    • Author(s)
      矢口俊之,狩野雅史,杉田修啓,長山和亮,益田博之,松本健郎
    • Organizer
      日本機械学会第25回バイオフロンティア講演会
    • Place of Presentation
      鳥取
    • Year and Date
      2014-10-03 – 2014-10-04
  • [Presentation] 経壁圧操作によるヒト上腕動脈の平滑筋機能と圧-径関係の計測2014

    • Author(s)
      矢口俊之,長山和亮,杉田修啓,塚原弘政,益田博之,松本健郎
    • Organizer
      生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会2014 (LIFE2014)
    • Place of Presentation
      ルスツリゾート,北海道
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] On heterogeneity of mechanical environment of vascular walls at a cellular level2014

    • Author(s)
      Matsumoto T
    • Organizer
      Human Biomechanics 2014
    • Place of Presentation
      Pilsen, Czech Republic
    • Year and Date
      2014-09-15 – 2014-09-16
    • Invited
  • [Presentation] On Heterogeneity of the Mechanical Environment in the Aortic wall: Relation between Waviness of Elastic Lamina and Protein Expression2014

    • Author(s)
      Matsumoto T, Uno Y, Iijima S, Sugita S, Nagayama K
    • Organizer
      The Fourth Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics
    • Place of Presentation
      Shima, Mie, Japan
    • Year and Date
      2014-09-01 – 2014-09-04
    • Invited
  • [Presentation] Non-invasive measurement of pressure-diameter relationship of human brachial artery through transmural pressure manipulation2014

    • Author(s)
      Yaguchi T, Sugita S, Nagayama K, Tsukahara H, Masuda H, Matsumoto T
    • Organizer
      The Fourth Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics
    • Place of Presentation
      Shima, Mie, Japan
    • Year and Date
      2014-09-01 – 2014-09-04
  • [Presentation] Mechanical Analysis of Aortic Walls Considering Heterogeneity at a Cellular Level2014

    • Author(s)
      Matsumoto T, Uno Y, Iijima S, Nakamura S, Yokota H, Nagayama K
    • Organizer
      The Seventh World Congress of Biomechanics
    • Place of Presentation
      Boston, MA, USA
    • Year and Date
      2014-07-06 – 2014-07-11
  • [Presentation] Non-invasive measurement of pressure-diameter relationship and smooth muscle contractility of human brachial arteries through transmural pressure manipulation2014

    • Author(s)
      Yaguchi T, Nagayama K, Tsukahara H, Masuda H, Matsumoto T
    • Organizer
      The Seventh World Congress of Biomechanics
    • Place of Presentation
      Boston, MA, USA
    • Year and Date
      2014-07-06 – 2014-07-11
  • [Presentation] 経壁圧操作によるヒト上腕動脈の圧-径関係とスティフネスの非侵襲計測2014

    • Author(s)
      矢口俊之,長山和亮,塚原弘政,益田博之,松本健郎
    • Organizer
      第53回日本生体医工学会大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2014-06-24 – 2014-06-26
  • [Presentation] 血管力学から望む血管不全:動脈硬化早期診断から動脈瘤破裂予測まで2014

    • Author(s)
      松本健郎
    • Organizer
      血管不全研究会第12回学術集会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-04-13
    • Invited
  • [Book] メカノバイオロジー(曽我部正博編)2015

    • Author(s)
      松本健郎:第20章「動脈硬化のバイオメカニクス:生理学/メカニクス/診断」
    • Total Pages
      500(予定)
    • Publisher
      化学同人
  • [Book] Springer Series in Biomaterials Science and Engineering: Advances in Metallic Biomaterials: Tissues, Materials and Biological Reactions2015

    • Author(s)
      Matsumoto T, Sugita S, Yaguchi T: Chapter 4. Blood Vessel
    • Total Pages
      500(予定)
    • Publisher
      Springer
  • [Book] Vascular Engineering2015

    • Author(s)
      Matsumoto T, Sugita S, Nagayama K: Chapter 6.4 Tensile Properties of Smooth Muscle Cells, Elastin and Collagen Fibers
    • Total Pages
      500(予定)
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks] 名古屋工業大学バイオメカニクス研究室

    • URL

      http://biomech.web.nitech.ac.jp/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 生体血管状態測定装置2014

    • Inventor(s)
      松本健郎,狩野雅史,矢口俊之,益田博之,塚原弘政
    • Industrial Property Rights Holder
      松本健郎,狩野雅史,矢口俊之,益田博之,塚原弘政
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2014-163986
    • Filing Date
      2014-08-11

URL: 

Published: 2016-05-27  

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