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機械刺激による細胞の形づくり:方向認知と極性形成の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 08458206
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 生物物理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

曽我部 正博  名古屋大学, 医学部, 教授 (10093428)

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
8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
1997年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1996年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード内皮細胞 / 伸展刺激 / 形態応答 / 細胞極性 / 信号伝達系 / SAチャネル / 接着斑 / チロシン燐酸化 / 血管内皮細胞 / 一軸伸展刺激 / 接着班蛋白質 / src / 細胞骨格 / 血管内皮細胞、 / 機械刺激、 / 形態応答、 / 機械受容チャネル、 / 接着斑、 / チロシン燐酸化、
研究概要

血管内皮細胞は一般的に紡錘形を呈し、血管走行に対してその長軸を平行に配列している。この形態や配列は血流に対する機械的抵抗を激弱し、内皮細胞の血管壁からの剥離を防ぐという大切な意義がある。これまでに血流や血管伸展等の機械刺激がこの形態や配列を導くこと、細胞骨格や細胞・基質間接着分子が形態決定に重要であることが示唆されている。本研究の最終目的は、培養内皮細胞を用いて1軸周期伸展刺激による形態配列応答のシグナルカスケードを明らかにし、細胞極性形成の分子機構の解明に迫ることである。Ca^<2+>イメージング、パッチクランプ、生化学、分子生物学の各手法を駆使し多2年間のプロジェクトで、この反応の主要なシグナルカスケードをほぼ明らかにすることができた。すなわち{伸展刺激→SAチャネル活性化→細胞内Ca上昇→Ca依存性脱燐酸化酵素カルシニューリン活性化→チロシンキナーゼsrcの脱燐酸化とその活性化→接着斑蛋白質のチロシン燐酸化→接着斑と細胞骨格の再編成→形態応答}である。しかしCa^<2+>の空間分布は、測定した限り均一であり、SAチャネルの活性化や細胞内Ca^<2+>濃度分布に細胞極性の起源を求めることはできないと結論された。一方、接着斑蛋白質のチロシン燐酸化を蛍光イメージングしたところ、細胞の伸長方向に顕著に分布が偏っていた。したがって、内皮細胞の形態配向応答には、先に明らかにした.(inside-in)シグナルカスケードに加えて、直接伸展力の負荷される接着斑(おそらくインテグリン)から細胞内へ向かって接着斑蛋白質のチロシン燐酸化を調節するoutside-inの信号伝達系が存在し、これが細胞形態の極性を調節する可能性が出てきた。これと先の信号伝達系が協奏的に働いて、最終的な形態応答が導かれると思われる。この仮説を証明することが次の重要な目標である。

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

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] Naruse,K., Yamada,T.Sokabe,M.: "Involvement of SA channels in orienting response of cltured endothelial cells to cyclic stretch." Am,J.Physiol.(in press).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Qi Z., Sokabe, M.: "Dynamic properties of individual water molecules in a hydrophobic pore lined with acy1 chains: a molecular dynamics study." Biophys Chem. (in press).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu, W., Sokabe, M.: "Hypotonically induced whole cell currents in A6 cells: relationship with cell volume and cytoplasmic Ca^<2+>." Jpn J Physiol. 47(6). (1997)

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  • [文献書誌] Suzuki, M., Naruse,K., Asano,Y., Okamoto,T., Nishikimi,N., Sakurai,Y., Nimura, Y., Sokabe,M.: "Up-regulation of integrin β3 expression by cyclic stretch in human umbilical endothelial cells." Biochem.Biophys.Res.Com.239. 372-376 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sokabe,M.,Nunogaki,K.& Naruse,K.: "Stretch activated ion channels: Single channel vs. whole cell responses" Progr Cell Res.6. 139-149 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sokabe,M.,Naruse,K.,Sai,S.,Yamada,T.,Kawakami,K.,Inoue,M.,Murase,K.,Miyazu,M.: "Mechanotransduction and intracellular signaling mechanisms of stretch-induced remodering in endothelial cells." Heart and Vessels,Suppl.12. 191-193 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sokabe,M.,Auerbach,A.,Sigworth,F.(Eds): "“Towards Molecular Biophysics of Ion Channels"" Elsevier Sci BV,Amsterdam,Netherland, 307 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 曽我部正博(編著): "イオンチャネル" 共立出版、東京, 224 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naruse, K., Yamada, T., Sokabe, M.: "Involvement of SA channels in orienting response of cultured endothelial cells to cyclic stretch." Am, J.Physiol.(in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Qi Z., Sokabe, M.: "Dynamic properties of individual water molecules in a hydrophobic pore lined with acy1 chains : a moleculardynamics study." Biophys.Chem.(in press).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yu, W., Sokabe, M.: "Hypotonically induced whole cell currents in A6 cells : relationship with cell volume and cytoplasmic Ca^<2+>." Jpn.J.Physiol.47 (6). 553-565 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suzuki, M., Naruse, K., Asano, Y., Okamoto, T., Nishikimi, N., Sakurai, Y., Nimura, Y., Sokabe, M.: "Up-regulation of integrin beta3 expression by cyclic stretch in human umbilical endothelial cells." Biochem.Biophys.Res.Com.239. 372-376 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sokabe, M., Nunogaki, K.& Naruse, K.: "Stretch activated ion channels : Single channel vs.whole cell responses" Progr.Cell Res.6. 139-149 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sokabe, M., Naruse, K., Sai, S., Yamada, T., Kawakami, K., Inoue, M., Murase, K., Miyazu, M.: "Mechanotransduction and intracellular signaling mechanisms of stretch-induced remodering in endothelial Cells." Heart and Vessels. Suppl.12. 191-193 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sokabe, M., Auerbach, A., Sigworth, F.(Eds): Towards Molecular Biophysics of Ion Channels. Elsevier Sci BV,Amsterdam, Netherland, 307 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sokabe, M.(ed.): Kyoritsu-Shupan, Tokyo. Ion Channels, 224 (1997)

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naruse,K., Yamada,T.Sokabe,M.: "Involvement of SA channels in orienting response of cultured endothelial cells to cyclic stretch." Am,J.Physiol.(in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Qi Z., Sokabe,M.: "Dynamic properties of individual water molecules in a hydrophobic pore lined with acylchains:a molecular dynamics study" Biophys Chem. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Yu,W., Sokabe,M.: "Hypotonically induced whole cell currents in A6 cells:relationship with cell volume and cytoplasmic Ca^<2+>" Jpn J Physiol. 47(6). (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Suzuki,M., Naruse,K., Asano,Y., Okamoto,T., Nishikimi,N.Sakurai,Y., Nimura,Y., Sokabe,M.: "Up-regulation of integrin β3 expression by cyclic stretch in human umbilical endothelial cells." Biochem.Biophys.Res.Com.239. 372-376 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Sokabe,M., Nunogaki,K. & Naruse,K.: "Strech activated ion channels:Single Channel vs.whole cell responses" Progr Cell Res.6. 139-149 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Sokabe,M., Naruse,K., Sai,S., Yamada,T., Kawakami,K., Inoue,M., Murase,K., Miyazu,M.: "Mechanotransduction and intracellular signaling mechanisms of stretch-induced remodering in endothelial cells." Heart and Vessels,Suppl.12. 191-193 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Sokabe,M., Auerbach,A., Sigworth,F.(Eds): "Towards Molecular Biophysics of Ion Channels" Elsevier Sci BV,Amsterdam,Netherland, 307 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 曽我部正博(編著): "イオンチャネル" 共立出版、東京, 224 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Murakami,T.,Shimomura,Y.,Fujitsuka,N.,Sokabe,M.,et.al.: "Enlargement of glycogen store in rat liver and muscle by fructose diet intake and execise training." J.Appl.Physiol.(in press).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Sokabe,M.,Nunogaki,K.& Naruse,K.: "Stretch activated ion channels : Single channel vs.whole cell responses" Progr Cell Res.6. 139-149 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kobuke,Y.,Tanaka,Y.,Sokabe,M.: "Artificial non-peptide single ion channels." Progr Cell Res.6. 167-188 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Okada,H.,Yoshida,J.,Sokabe,M.,Wakabayashi,T.,Hagiwara,M.: "Suppression of CD44 expression decreases migartiona nd invasion of human glioma cells." Int J Cancer Res,. 66. 255-260 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 曽我部正博、成瀬恵治、: "培養細胞への各種伸展刺激法" 組織培養. 22. 413-417 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 曽我部正博、成瀬恵治、嶽本和久: "SAチャネルは細胞の機械センサか?" 蛋白質・核酸・酵素. 41. 2-13 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 曽我部正博: "単一チャネルデータの処理と解析法 In 「パッチクランプ実験技術法」(岡田編)" 吉岡書店, 181(50-62) (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 曽我部正博: "イオンチャネルのゲートとゆらぎ In 生物物理別冊「生体膜」(葛西、田口編)" 吉岡書店, 167(47-66) (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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