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血管内皮の表面幾何形状が好中球のローリング挙動に与える影響に関する実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06140
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関近畿大学 (2018-2019)
東北大学 (2017)

研究代表者

白井 敦  近畿大学, 工学部, 教授 (20302226)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードHL-60 / Rolling / Surface topography / Pressing force / Endothelium / P-selectin / 好中球 / ローリング / 血管内皮細胞 / 傾斜遠心顕微鏡
研究成果の概要

本研究は,赤血球による血管壁への押しつけと血管内皮の表面幾何形状の相互作用が好中球のローリング挙動に与える影響を明らかにすることを目的とする.本研究では,血管内腔の表面幾何形状を千鳥状に並んだ短い六角形柱で近似し,PDMS樹脂でパターンを作成した.そして,傾斜遠心顕微鏡を用いて,種々の押しつけ力の下でのHL-60細胞の挙動を観察した.正六角形と伸長・配向した六角形のパターンで比較した結果から,好中球が血管内皮細胞辺縁部を通過する割合は血管内皮細胞の形状には関係なく押しつけ力の大きさのみに依存すること,伸長した血管内皮細胞は細胞形状によるローリングの減速効果が小さいことが示唆された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた結果は,好中球のローリング挙動には,従来から知られている血管内皮細胞表面のセレクチンと血球のリガンドとの結合・離脱に加えて,赤血球との衝突や血管内皮表面の幾何形状も重要な影響を与えることを示している.本結果から,生体内において,炎症が発生すると血管が拡張して赤血球の軸集中が起こるので,これによって血管壁に押しつけられた好中球は,セレクチンが局在する血管内皮細胞の辺縁部を選択的に通ることで効率的にセレクチンと結合すると考えられる.そして,これによって血球は更に活性化され,血管外遊走の次のステップへ短時間に移ることができると推察される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Differentiation of neutrophil-like HL-60 cells strongly impacts their rolling on surfaces with various adhesive properties under a pressing force.2018

    • 著者名/発表者名
      Shirai A, Sugiyama Y, Rieu JP.
    • 雑誌名

      Technology and Health Care

      巻: 26 号: 1 ページ: 93-108

    • DOI

      10.3233/thc-171052

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 微小血管における白血球流動のモデリング2019

    • 著者名/発表者名
      白井 敦
    • 学会等名
      近畿大学工学部研究公開フォーラム2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modeling of Alveolar Microcirculatino for Passage of Neutrophils2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Shirai
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rolling characteristics of neutrophils on PDMS surface mimicking the endothelial topography: Influence of pressing force on cell trajectories2018

    • 著者名/発表者名
      Shirai, A., Rieu, J.-P.
    • 学会等名
      ELyT Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 血管内皮表面を模擬したPDMS基板上におけるHL-60細胞の挙動解析(P-セレクチンの塗布による影響)2017

    • 著者名/発表者名
      荒井俊貴, 白井敦, Jean-Paul RIEU
    • 学会等名
      日本機械学会第30回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Rolling experiment of HL-60 cells on patterned PDMS substrate coated by P-selectin2017

    • 著者名/発表者名
      Arai, T., Shirai, A., Rieu, J.-P.
    • 学会等名
      14th International Conference on Flow Dynamics (ICFD2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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