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身体運動に伴う骨格筋の毛細血管増加のメカニズムを明らかにするために、筋収縮様力学刺激が内皮細胞の管腔形成にどのような影響を及ぼすかを明らかにすることを本研究の目的とした。ヒト大動脈由来内皮細胞をコラーゲンコートしたシリコン膜上に培養し付着させ、内皮細胞をそのシリコン膜をと共に伸縮させながら培養した(フレクサ-セル、岩城硝子)。シリコン膜を13kPaの陰圧で約20%伸展させる刺激を毎日5時間ずつ、30回/分(9000回/日)の頻度で加えた。この伸縮刺激を加えながら培養した場合と通常の環境で培養した場合とで、細胞の増殖や管腔形成を比較した。細胞増殖に両条件間で差は見られなかった。管腔形成は伸縮刺激を加えて培養した方が通常の培養法よりも有意に活発であった。従来、内皮細胞による管腔形成は繊維芽細胞増殖因子(FGF)などによる化学的刺激によって促進・誘発されると考えられてきたが、本実験の結果は筋収縮のような力学的伸縮刺激も内皮細胞管腔形成を促進することを示唆している。さらに、内皮細胞に力学的刺激を感受する仕組みが存在することが推測される。本法を応用して、力学的刺激の細胞内伝達や管腔形成と遺伝情報の関連を調べることによって、身体運動に伴う骨格筋の毛細血管増加のメカニズムを明らかにすることができると考えられる。
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