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マクロ・ミクロ統合解析による寒冷血管拡張反応の生理的多型性出現メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H02529
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用人類学
研究機関九州大学

研究代表者

工藤 奨  九州大学, 工学研究院, 教授 (70306926)

研究分担者 世良 俊博  九州大学, 工学研究院, 准教授 (40373526)
佐々木 沙織  九州大学, 工学研究院, 助教 (20772320)
中嶋 和弘  九州大学, 工学研究院, 助教 (70315109)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2019年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2018年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2017年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2016年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
キーワード寒冷血管拡張反応 / ウェーブレット変換 / DNA多型 / 血管内皮細胞 / DNA多型 / SNP / 細胞計測 / 生理的多型性 / 温熱血管収縮反応 / 生理人類学 / 生物・生物工学 / 細胞・組織 / ゲノム
研究成果の概要

寒冷血管拡張反応は,古くから知られていたにもかかわらず,依然としてその発生メカニズムは不明な点が多い.本研究は上記メカニズム解明のため,マクロ・ミクロの両側面から研究をおこなった.ヒト個体の血流信号解析から,神経,および血管内皮細胞の一酸化窒素以外の要因が寒冷血管拡張の主要因であることを新たな知見として得ることができた.さらに,細胞実験から,一酸化窒素以外の血管拡張因子である過酸化水素が低温下で上昇することを新たな知見として得ることができた.また,被検者から採取した遺伝子情報から血管収縮機能に関係することで知られるROCK2遺伝子などが寒冷血管拡張反応に寄与する候補にあがった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,95名の大規模計測をおこなったことで,寒冷血管拡張反応を示す被検者と示さない被検者を捉えることが可能となった.さらに遺伝子解析によりその発生要因を推察することに初めて成功した.また,従来までは血流および皮膚温計測のみが行われていたが,培養細胞を使用することで,より詳細なメカニズムに初めて言及することが可能となった.いずれの成果も本研究により初めて明らかにした知見であり,その学術的意義は非常に大きいものとなった.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] The effects of fluid shear stress and O2 concentration on the phosphorylation of eNOS at Ser635 in endothelial cells2019

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Sera, Keiichi Ueyama, Alireza Karimi, Susumu Kudo
    • 雑誌名

      Synergy

      巻: 8 ページ: 100046-100046

    • DOI

      10.1016/j.synres.2019.100046

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Unloading of intercellular tension induces the directional translocation of PKCα2019

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Sera, Masataka Arai, Zhunghua Cui, Koichi Onose, Alireza Karimi, Susumu Kudo,
    • 雑誌名

      Journal of Cellular Physiology

      巻: 234 号: 6 ページ: 9764-9777

    • DOI

      10.1002/jcp.27662

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A combination of the finite element analysis and experimental indentation via the cornea2019

    • 著者名/発表者名
      Alireza Karimi, Reza Razaghi, Toshihiro Sera, and Susumu Kudo
    • 雑誌名

      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      巻: 90 ページ: 146-154

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2018.10.017

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of shear stress on the migration of hepatic stellate cells2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Sera, Tateki Sumii, Ryosuke Fujita, Susumu Kudo
    • 雑誌名

      In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal

      巻: 54 号: 1 ページ: 11-22

    • DOI

      10.1007/s11626-017-0202-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-dimensional model of intracellular and intercellular Ca2+ waves propagation in endothelial cells2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Sera, Shingo Komine, Masataka Arai, Yasuhiro Sunaga, Hideo Yokota, Susumu Kudo
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 505 号: 3 ページ: 781-786

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.10.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatial and temporal translocation of PKCα in single endothelial cell in response to mechanical stimulus2018

    • 著者名/発表者名
      Arai M, Sera T, Hasegawa T, Kudo S
    • 雑誌名

      Exp Cell Res.

      巻: - 号: 2 ページ: 205-215

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2018.03.038

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biphasic and directed translocation of protein kinase Cα inside cultured endothelial cells before migration2017

    • 著者名/発表者名
      Masataka Arai, Tomoya Shimada, Chihiro Kora, Kazuhiro Nakashima, Toshihiro Sera and Susumu Kudo
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Rep

      巻: - ページ: 91-97

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2017.08.003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 力学刺激に対するPKCαのトランスロケーションとキネシンの関係2019

    • 著者名/発表者名
      坂口光輝, 古川舜, 佐々木沙織, 世良俊博, 工藤奨
    • 学会等名
      日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ゼラチンゲルを用いた弾性細胞培養デバイスの作2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木沙織, 高橋龍, 世良俊博, 工藤奨
    • 学会等名
      日本機械学会第32回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞間剥離における細胞内タンパク質Protein Kinase Cαの局在2019

    • 著者名/発表者名
      小野瀬孝一,世良俊博,工藤奨
    • 学会等名
      第30回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞骨格と小胞の同時染色による肺胞II型細胞内小胞の動態観察2019

    • 著者名/発表者名
      川本紘平,井上祐輔,Yunus La Ode Ichlas Syahrullah,世良俊博,工藤奨
    • 学会等名
      第42回バイオレオロジー学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 力学刺激に対する血管内皮細胞内PKCαのトランスロケーションと小胞輸送の関係2019

    • 著者名/発表者名
      坂口光輝,古川舜,世良俊博,工藤奨
    • 学会等名
      第42回バイオレオロジー学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A mechanically wounding induces biphasic and directional translocation of protein kinase Cα before cell migration2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Sera, Masataka Arai, Takumi Hasegawa, Susumu Kudo
    • 学会等名
      World Congress of Biomechanics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of intracellular and intercellular Ca2+ wave propagation in endothelial cells using by numerical and experimental approaches2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Sera, Shingo Komine, Masataka Arai, Yasuhiro Sunaga, Hideo Yokota, Susumu Kudo
    • 学会等名
      World Congress of Biomechanics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protein Kinase Cα Translocation in Endothelial Cells in Response to Mechanical Stimulus2018

    • 著者名/発表者名
      Susumu Kudo,Toshihiro Sera,Masataka Arai
    • 学会等名
      ESCHM-ISB-ISCH 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physiological and genetic variation of finger cold-induced vasodilation2018

    • 著者名/発表者名
      Susumu Kudo
    • 学会等名
      Russian-Japanese Scientific Symposium<PHYSIOLOGICAL ANTHROPOLOGY AND HUMAN ECOLOGY: STUDIES IN MODERN AND ANCIENT POPUSATIOS>
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physiological and genetic variation of finger cold-induced vasodilation2018

    • 著者名/発表者名
      Susumu Kudo
    • 学会等名
      International Symposium on Physiological Anthropology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 手指の寒冷血管拡張反応の多様性と一塩基多型の関連2018

    • 著者名/発表者名
      中島 悠輔,上杉武蔵,世良俊博,工藤奨
    • 学会等名
      日本生理人類学会第77 回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 隣接細胞の損傷によるPKCα活性化と細胞骨格の関係2018

    • 著者名/発表者名
      小野瀬 孝一,世良 俊博,工藤 奨
    • 学会等名
      第41回バイオレオロジー学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PKCαトランスロケーションと細胞間結合の関係,2018

    • 著者名/発表者名
      崔 中華,Alireza Karimi,世良 俊博,工藤 奨
    • 学会等名
      第41回バイオレオロジー学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 周波数解析による寒冷血管拡張反応の多様性に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      上杉武蔵,中島悠輔,世良俊博,工藤奨
    • 学会等名
      日本生理人類学会2017年度 日本生理人類学会研究奨励発表会(九州地区)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 伸展負荷時におけるⅡ型肺胞上皮細胞内の小胞と細胞骨格の関係2018

    • 著者名/発表者名
      山中涼太郎,万田周一郎,世良俊博,工藤奨
    • 学会等名
      日本生理人類学会2017年度 日本生理人類学会研究奨励発表会(九州地区)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 血管内皮細胞間カルシウムイオン伝播の計算モデルおよび実験的検討2018

    • 著者名/発表者名
      比嘉士朗,世良俊博,荒井雅貴, 工藤奨
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 第71期 講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 力学刺激による血管内皮細胞内PKCαの局在とそれに対する細胞骨格の役割2018

    • 著者名/発表者名
      薛ヒ, 荒井雅貴,世良俊博,工藤奨
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 第71期 講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞創傷による血管内皮細胞内PKCαトランスロケーション2018

    • 著者名/発表者名
      荒井雅貴,世良俊博,工藤奨
    • 学会等名
      日本機械学会 九州支部 第71期 講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 血管内皮細胞PIP2加水分解に及ぼすつつき刺激の影響2017

    • 著者名/発表者名
      宮本聡,モハイラ ビンティ モハマドディン, 荒井雅貴, 中嶋和弘, 世良俊博, 工藤奨
    • 学会等名
      第40回バイオレオロジー学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロデバイスを用いた伸展負荷時の肺胞透過率測定2017

    • 著者名/発表者名
      國富雅貴,万田周一郎,世良俊博, 工藤奨
    • 学会等名
      日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 力学刺激による血管内皮細胞内PKC局在化に対する細胞骨格の役割2017

    • 著者名/発表者名
      薛 ヒ, 世良俊博, 工藤奨
    • 学会等名
      日本機械学会第29回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mechanobiology of Endothelial Cells Related to Arterial Disease2017

    • 著者名/発表者名
      Susumu KUDO, Kazuhiro NAKASHIMA, Toshihiro SERA
    • 学会等名
      5th Switzerland-Japan Workshop on Biomechanics SJB 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 肺胞内環境を模擬したマイクロデバイスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      國富雅貴, 佐藤利彦, 工藤奨,世良俊博
    • 学会等名
      2016年度 日本生理人類学会研究奨励発表会(九州地区)
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 力学刺激時のPKCα局在と微小管の関係2017

    • 著者名/発表者名
      薛ヒ, 宮本総,荒井雅貴,中嶋和弘,世良俊博,工藤奨
    • 学会等名
      2016年度 日本生理人類学会研究奨励発表会(九州地区)
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of the microfluidic device for dynamic load stimulation of blood vessel to hemogenic endotheliums derived from human iPS cells2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Narazaki, Kazuhiro Nakashima, Toshihiiro Sera, Yuta Nakashima, Hiroshi Kohara, Yoshitaka Nakanishi, Kenzaburo Tani, Susumu Kudo
    • 学会等名
      The 16th International Conference on Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] iPS細胞由来造血能性内皮細胞への血管内力学負荷を模擬した生体外デバイスの開発2016

    • 著者名/発表者名
      楢崎将広, 工藤奨,世良俊博,中嶋和弘,谷憲三郎,小原洋志,中西義孝,中島雄太
    • 学会等名
      日本機械学会 第27回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-10-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Wavelet Analysis of Peripheral Blood Flow during Cold-induced Vasodilation and Heat-induced Vasoconstriction under Different Ambient Temperature2016

    • 著者名/発表者名
      Taiki Kono, Kazuhiro Nakashima, Toshihiro Sera, Susumu Kudo
    • 学会等名
      UNIST-JPA Joint Symposium 2016 on Anthropological and Physiological Research on Humans Living in Modern Society of East Asia
    • 発表場所
      韓国
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 血管内皮細胞におけるつつき刺激負荷時のジアシルグリセロール発現観察2016

    • 著者名/発表者名
      宮本聡, 工藤奨, 世良俊博
    • 学会等名
      日本機械学会2016年次大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 力学刺激部位への血管内皮細胞内PKCαの局在2016

    • 著者名/発表者名
      荒井雅貴, 中嶋和弘, 世良俊博, 工藤奨
    • 学会等名
      日本機械学会2016年次大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 力学刺激による細胞間情報伝達と隣接細胞内PKCα局在の関係2016

    • 著者名/発表者名
      荒井雅貴,中嶋和弘,世良俊博,工藤奨
    • 学会等名
      第39回バイオレオロジー学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-06-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004580/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.bfe.mech.kyushu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究者情報

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004580/research.html#3387926360

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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