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動脈内皮細胞のミクロ流れによる能動制御

研究課題

研究課題/領域番号 08455095
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関慶応義塾大学

研究代表者

谷下 一夫  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10101776)

研究分担者 山田 寛幸  慶應義塾大学, 医学部, 助手 (90182550)
松村 伸治  浜松医科大学, 助手 (70276393)
池田 満里子  慶應義塾大学, 文学部・生物学教室, 教授 (00051368)
岡 浩太郎  慶應義塾大学, 理工学部, 講師 (10276412)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
1997年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1996年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
キーワード動脈内皮細胞 / ミクロ流れ / リモデリング / 物質取り込み / メカノレセプター / 力学適応 / せん断応力 / バイオメカニクス / 内皮細胞 / 能動制御 / 生物流体力学 / 壁せん断応力
研究概要

動脈内表面に分布している内皮細胞の挙動に着目し、内皮細胞に微視的なレベルでの力学的環境を制御することによって、細胞による生理活性物質の分泌や物質の取り込みを行う。そこで、本研究では、生理活性物質の分泌や物質の取込を行っている細胞の状態をレーザー共焦点顕微鏡によって捉え、その画像から細胞モデルを構築し、細胞モデル近傍の流れを顕微鏡下での流れの計測を行って、細胞への流れによる力学的刺激と機能変化との対応を明確にすることを目的とする。本研究では、ブタの培養内皮細胞に流れによる剪断応力の刺激を加えてから、細胞に取り込まれるアルブミンの量を、蛍光色素をラベルしたアルブミンを用いて測定した。その結果、細胞内に取り込まれるアルブミンの量は、負荷した剪断応力の大きさによって特異的に変化することが解った。低い剪断応力では流れの負荷を与えない場合よりも増加するが、剪断応力の高い場合には、取り込み量が減少する。このような負荷する剪断応力に応じて、アルブミンの取り込みが変化することは、流れの刺激に応じて、細胞が能動的制御を行っていると解釈される。さらに細胞レベルの流動を計測するシステムを開発し、細胞レベルでの壁せん断応力の測定を行った。流れ場のせん断応力の分布は、粒子追跡から決定した速度分布から求めることが原理的に可能である。しかしながら、三次元的な凹凸をもつ内皮細胞の近傍でのせん断応力の分布を求めることは、かなり困難であるが、本研究では各断層面での2次元的な速度分布から物質保存則を用いて深さが方向の成分を算出する方法を検討する。このようにして3次元的な速度分布やせん断応力分布が細胞近傍で明らかにし、同時に粒子の運動の様子を明らかにすることが可能となった。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] 谷下 一夫 ほか: "Albumin concentration profile inside culturod endotholial cells exposed to shear stress." ASME, BED. 35. 547-548 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 谷下 一夫 ほか: "Albumin uptake into celtured endotholial cells dne to applied shear stress." Proc. Int. Conf. on New Frontiers in Biomech. Eng.409-410 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 谷下 一夫 ほか: "Micro fluid flow near the endothelial cell surface." Proc. Int. Conf. on New Frontiers in Biomech. Eng.411-412 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 谷下 一夫 ほか: "Measuremont of microfield over model endotholial cells." Advances in Bioengineering, ASME, BED. 36. 61-62 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 谷川 一夫 ほか: "Effect of shear stress in mitochondrial membrane potential of cultured endotheline cells." Advances in Bioeugineering, ASME, BED. 36. 63-64 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 谷川 一夫 ほか: "培養内皮細胞の高分子取りこみに及ぼす壁せん断応力の影響" 日本機械学会論文集. 64. 367-374 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 谷川 一夫 ほか: "培養内皮細胞の壁せん断応力による高分子物質取りこみ変化と細胞内損粒との関係" 日本機械学会論文集. (印刷中).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanishita, K.et al.: "Albumin concentration profile inside cultivated endothelial cells exposed to shear stress" ASME,BED. Vol.35. 547-548 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanishita, K.et al.: "Albumin uptake into cultured endothelial cells due to applied shear stress" Proc.of Int.Conf.on New Frontiers in Biomechanical Engineering. 409-410 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanishita, K.et al.: "Microfluid flow near the endothelial cell surface" Proc.of Int.Conf.on New Frontiers in Biomechanical Engineering. 411-412 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanishita, K.et al.: "Measurement of microfield over model endothelial cells" Advances in Bioengineering, ASME,BED. Vol.36. 61-62 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanishita, K.et al.: "Effect of shear tress on motochondrial membrane potential of cultured endothelial cells." Advances in Bioengineering, ASME,BED. Vol.36. 63-64 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanishita, K.et al.: "Effect of wall ahear stress on macromolecule uptake into cultured endothelial cells" Trans.JSME. Vol.64, No.618. 367-374 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanishita, K.et al.: "Relationship between the change of macromolecule uptake into the endothelial cells affected by wall shear stress and the change of the granule in the cells." Trans.JSME. (to appear).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 谷下一夫ほか: "Albumin concentration profile inside cultured endothelial cells exposed to shear stress" ASME,BED. 35. 547-548 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫ほか: "Albumin uptake into cultured endothelial cells due to applied shear stress" Proc.Int.Conf.on New Frontiers in Biomech.Eng.409-410 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫: "Microflud flow near the endothelial cell surface" Proc.Int.Conf.on New Frontiers in Biomech.Eng.411-412 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫: "Measurement of micro field over model endothelial cells" Adrances in Bioengineering,ASME,BED. 36. 61-62 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫: "Effect of shear stress on mitocondrial membrane potential of cultured endothelial cells" Adrances in Bioengineering,ASME,BED. 36. 63-64 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫 他: "培養内皮細胞の高分子取りこみに及ぼす壁せん断応力の影響" 日本機械学会論文集. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫: "Effect of Shear stress on albumin uptake into cultured endothelial cells" Advances in Bioengineering. 33. 209-210 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫: "増長内皮細胞の物質取りこみに及ぼすせん断応力の影響" 日本機械学会第73期通常総会講演会論文集. 530-531 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫: "腫瘍内臨来 分布の同軸型微小臨来電極による測定" 第35回日本エム・イ-学会大会論文集. 34. 257- (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫: "Spontaneous intracellular free Calcium Spikes induced by fluid flow Application to enltured end othalical ells" Progress in Biophysices & Molecular Brology. 65. 95- (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫: "Transition to turbulence in phygrologically intermi that flow in an aortic model" XIXth Int.Conf.of Theoretical & Applised Mechanics. 214- (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫: "増長内皮細胞の物質透過率の測定" 日本機械学会第74期全国大会講演論文集. 119-120 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 谷下一夫: "Data Book on Mechanical Properties of Liring Cells,Tissues,and Orgens" Springer, 436 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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