血管内皮細胞のイオンチャネルを介した血流センシング機構

• 研究課題/領域番号: 18200030
• 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: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 安藤 譲二 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (20159528)
• 研究分担者: 山本 希美子 東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (00323618)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 48,880千円 (直接経費: 37,600千円、間接経費: 11,280千円); 2008年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円); 2007年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円); 2006年度: 24,440千円 (直接経費: 18,800千円、間接経費: 5,640千円)
• キーワード: カルシウムイオン / 剪断応力 / ATP受容体 / 細胞膜 / 遺伝子欠損マウス / 血管 / 血流 / 伸展張力 / 内皮細胞 / エンドセリン / NO合成酵素 / カルシウム・イオン / ATP / ATP合成酵素 / 遺伝子血管マウス

研究概要

血流による血管の働きの調節は血管内皮細胞が血流に起因する力学的刺激である剪断応力を感知して応答する事に基づいている。我々は内皮細胞の剪断応力感知機構に細胞膜に分布するATP作動性イオンチャネルP2X4を介する細胞外カルシウムの流入反応が重要な役割を果たすことを明らかにしてきた。本研究により剪断応力の強さ依存性に放出されるATPがP2X4を活性化すること、剪断応力によるATP放出に細胞膜カベオラにあるATP合成酵素が関与することが判明し、血流の情報が細胞内部に伝達される血流センシングの分子機構の解明が進んだ。

研究成果

• [雑誌論文] Fluid shear stress induces arterial differentiation of endothelial progenitor cells (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Obi, K. Yamamoto, N. Shimizu, S. Kumagaya, T. Masumura, T. Sokabe, T. Asahara, and J. Ando
  • 雑誌名: J. Appl. Physiol 106 ページ: 203-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid shear stress induces arterial differentiation of endothelial progenitor cells (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Obi, J. Ando, et al
  • 雑誌名: J. Appl. Physiol. 106 ページ: 203-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic strain induces mouse embryonic stem cell differentiation into vascular smooth muscle cells by activating PDGF receptor b (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Shimizu, K. Yamamoto, S. Obi, S. Kumagaya, T. Masumura, Y. Shimano, K. Naruse, J.K. Yamashita, T. Igarashi, and J. Ando
  • 雑誌名: J. Appl. Physiol 104 ページ: 766-772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential gene responses in endothelial cells exposed to a combination of shear stress and cyclic stretch (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Toda, K. Yamamoto, N Shimizu, S. Obi, S. Kumagaya, T. Igarashi, A. Kamiya, and J. Ando
  • 雑誌名: J. Biothechnol 133 ページ: 239-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic strain induces mouse embryonic stem cell differentiaiion into vascular smooth muscle cells by activating PDGF receptor b (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Shimizu, J. Ando, et al
  • 雑誌名: J. Appl. Physiol. 104 ページ: 766-772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fibronectin/integrin system is involved in P2X4 receptor upregulation in the spinal cord and neuropathic pain after nerve injury (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tsuda, J. Ando, et al
  • 雑誌名: Glia 56 ページ: 579-585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differental gene responses in endothelial cells exposed to a combination of shear stress and cyclic stretch (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Toda, J. Ando, et al
  • 雑誌名: J. Biothechnol. 133 ページ: 239-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] 力学的刺激による幹細胞・前駆細胞の血管細胞への分化誘導 生体医工学 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二、山本希美子
  • 雑誌名: 生体医工学会誌 46 ページ: 419-424
• [雑誌論文] P2X4欠損マウスとシェアストレスのセンシング 血栓と循環 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、安藤譲二
  • 雑誌名: 日本バイオレオロジー学会誌 16 ページ: 4-8
• [雑誌論文] Cyclic strain induces mouse embryonic stem cell differentiation into vascular smoothmuscle cells by activating PDGF receptor (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Shimizu, J.Ando, et. al.
  • 雑誌名: J.Appl Physiol 104 ページ: 766-772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fibronectin/integrin system is involved in P2×4receptor upregulation in the spinal cord and neuropathic pain after nerve injury (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Tsuda, J.Ando, et. al.
  • 雑誌名: Glia 56 ページ: 579-585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential gene responses in endothelial cells exposed to a combination of shear stress and cyclic stretch (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Toda, J.Ando, et. al.
  • 雑誌名: J.Biothechnol 133 ページ: 239-244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of cell surface ATP synthase in flow-induced ATP release by vascular endothelial cells (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, N. Shimizu, S. Obi, S. Kumagaya, Y. Taketani, A. Kamiya, and J. Ando
  • 雑誌名: Am. J. Physiol Heart Circ. Physiol 293
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of cell surface ATP synthase in flow-induced ATP release by vascularendothelial cells (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Yamamoto, J.Ando, et. al.
  • 雑誌名: Am.J.Physiol Heart Circ.Physiol 293
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multipysics simulation of blood flow and LDL transport in aporohyperelastic arterial wall model (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Koshiba, J.Ando, X.Chen, and T.Hisada
  • 雑誌名: J.Biomech.Eng 129 ページ: 374-385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an in vivo tissue-engineered,autologous heart valve 9the biovalve):Preparation of a prototype model (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Hayashida, K.Kanda, H.Yaku, J.Ando, Y.Nakayama
  • 雑誌名: J.Throac.Cardiovasc.Surg 134 ページ: 152-159
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adequate design of customized cDNA microarray for convention multiple gene expression analysis. (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Sugiyama, K.Yamamoto, N.Nishimura, M.Nakagawa, Y.Maruta, J.Ando
  • 雑誌名: J. Biosci. Bioeng. 103 ページ: 74-81
• [雑誌論文] Impaired flow-dependent control of vascular tone and remodeling in P2X4-deficient mice (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, T. Sokabe, T. Matsumoto, K. Yoshimura, M. Shibata, N. Ohura, T. Fukuda, K. Sekine, S. Kato, M. Isshiki, T. Fujita, M. Kobayashi, K. Kawamura, H. Masuda, A. Kamiya, and J. Ando
  • 雑誌名: Nat. Med 12 ページ: 133-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear stress induces hepatocyte PAI-1 gene expression thorugh cooperative Sp1/Ets-1 activation of transcription. (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Nakatsuka, T.Sokabe, K.yamamoto, Y.Sato, K.Hatakeyama, A.Kamiya, J.Ando
  • 雑誌名: Am. J. Phsyiol. Gastrointest. Liver Physiol 291
• [雑誌論文] Phenotypic responses to mechanical stress in fibroblasts from tendon, cornea and skin (2006)
  • 著者名/発表者名: J.R.Macklley, J.Ando, P.Herzyk, S, J.Winder
  • 雑誌名: Biochem. J. 396 ページ: 307-316
• [雑誌論文] Cell-surface-localized ATP detection with immobilized firefly luciferase. (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Nakamura, M.Mie, H.Funabashi, K.Yamamoto, J.Ando
  • 雑誌名: Anal. Biochem. 352 ページ: 61-67
• [雑誌論文] Impaired flow-dependent control of vascular tone and remodeling in P2X4-deficient mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Yamamoto, T.Sokabe, T.Matsumoto, K.Yoshimura, M.Shibata, N.Ohura, T.Kamiya, J.Ando at al.
  • 雑誌名: Nat. Med. 12 ページ: 133-137
• [雑誌論文] シェアストレスによる血管細胞の分化誘導 (2006)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子, 安藤譲二
  • 雑誌名: 実験医学 24 ページ: 2817-2823
• [学会発表] 血流による血管トーヌスの調節 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二
  • 学会等名: 第38回日本心脈管作動物質学会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2009-02-06
• [学会発表] 血流による血管卜-タスの調節 (2009)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二
  • 学会等名: 第38回日本心脈管作動物質学会
  • 発表場所: 岡山市 岡山大学創立五十周年記念館
  • 年月日: 2009-02-06
• [学会発表] Shear-stress-sensing and response mechanisms in vascular endothelial cells (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Ando
  • 学会等名: The 3rd International Symposium for Interface Oral Health Science
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2009-01-15
• [学会発表] Shear-stress-sensing and response mechanisms in vascular endothelial cells (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Ando and K. Yamamoto
  • 学会等名: The 3rd International Symposium for Interface Oral Health Science
  • 発表場所: 仙台市 仙台国際センター
  • 年月日: 2009-01-15
• [学会発表] Shear-stress-mediated endothelial signaling and vascular homeostasis (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Ando
  • 学会等名: The 13th International Conference on Biomedical Engineering
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Shear-stress-mediated endothelial signalig and vascular homeostasis (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Ando and K. Yamamoto
  • 学会等名: The 13th International Conference on Biomedical Engineering
  • 発表場所: Suntec City, Singapore
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Cyclic strain induces ES cell differentiation into vascular smooth muscle cell via PDGF receptor b activation (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, N. Shimjzu, S. Obi and J. Ando
  • 学会等名: 2008 International Symposium on Micro-NaoMechantronics and Human Science
  • 発表場所: 名古屋市 名古屋大学野依学術記念交流館
  • 年月日: 2008-11-08
• [学会発表] Cyclic strain induces mouse embryonic stem cell differentiation into vascular smooth muscle cells (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Ando
  • 学会等名: 2008 BMES Annual Fall Meeting
  • 発表場所: St. Louis, USA
  • 年月日: 2008-10-02
• [学会発表] Induction of vascular cell differentiation by fluid-mechanical forces in embryonic stem cells (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Ando
  • 学会等名: ISACB 11th Biennial Meeting
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] Induction of vascular cell differentiation by fluid-mechanical forces in embryonic stem cells (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Ando, K. Yamamoto and N. Shimizu
  • 学会等名: ISACB 11th Biennial Meetig
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] 流れ剪断応力はES細胞においてNotchリガンドDl14を増加させる (2008)
  • 著者名/発表者名: 桝村智美、安藤譲二, 他
  • 学会等名: 第47回日本生体医工学学会
  • 発表場所: 神戸市 神戸国際会議場
  • 年月日: 2008-05-09
• [学会発表] マウス胚性幹細胞の動静脈分化に及ぼす流れずり応力の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 清水信隆、安藤譲二, 他
  • 学会等名: 第47回日本生体医工学学会
  • 発表場所: 神戸市 神戸国際会議場
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] 流れずり応力は内皮前駆細胞においてephrinB2遺伝子の転写を増加させる (2008)
  • 著者名/発表者名: 小尾正太郎、安藤譲二, 他
  • 学会等名: 第47回日本生体医工学学会
  • 発表場所: 神戸市 神戸国際会議場
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] 二光子顕微鏡による血管内皮細胞の膜脂質ミクロドメインの動態観察 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、安藤譲二, 他
  • 学会等名: 第47回日本生体医工学学会
  • 発表場所: 神戸市 神戸国際会議場
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] 血管内皮細胞における流れ剪断応力依存性ATP放出の画像化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、安藤譲二, 他
  • 学会等名: 第47回日本生体医工学学会
  • 発表場所: 神戸市 神戸国際会議場
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] 細動脈における血流によるずり応力 (2008)
  • 著者名/発表者名: 柴田政廣、市岡滋、安藤譲二、神谷瞭
  • 学会等名: 第47回日本生体医工学学会
  • 発表場所: 神戸市 神戸国際会議場
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] Blood-flow sensing by endothelial cells and its role in the regulation of circulatory system (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Ando (教育講演)
  • 学会等名: 第33回日本微小循環学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-02-22
• [学会発表] Cell surface ATP synthasemediated shear stress mechanotransduction in vascular endothelial cells (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto
  • 学会等名: 16th IUPAB International Biophysics Congress
  • 発表場所: Long Beach, U.S.A
  • 年月日: 2008-02-06
• [学会発表] Cell surface ATP synthase-mediated shear stress mechanotransduction in vascular endothelial cells (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, and J. Ando
  • 学会等名: 16th IUPAB International Biophysics Congress
  • 発表場所: Long Beach,Caifbrnia
  • 年月日: 2008-02-06
• [学会発表] 内皮細胞における血流刺激のメカノトランスダクション、シンポジウム「メカノバイオロジーの分子生物学」 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-14
• [学会発表] 内皮細胞における血流刺激のメカノトランスダクション (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤 譲二, 山本 希美子
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会シンポジウム「メカノバイオロジーの分子生物学」
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-14
• [学会発表] 二光子レーザ顕微鏡による血管内皮細胞膜の脂質ラフトの画像化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山本 希美子, 安藤 譲二, 他.
  • 学会等名: 第15回日本血管生物医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2007-11-30
• [学会発表] Caveola ATP synthase mediates ATP release in vascular endothelial cells exposed to shear stress (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, S. Obi, N. Shimizu, S. Kumagaya, and J. Ando.
  • 学会等名: International Symposium on Micro-NanoMechanics and Human Science
  • 発表場所: Nagoya,Japan
  • 年月日: 2007-11-13
• [学会発表] 和舟漕ぎ型パワーアシスト・ウエルネス改善マシンの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林 寛道
  • 学会等名: 日本体育学会第58回大会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] 血流による血管構築・機能の制御と病態発生 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二
  • 学会等名: 第12回日本冠動脈外科学会学術総会 教育講演
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-07-15
• [学会発表] 血管内皮細胞における流れずり応力依存性ATP放出の分子機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山本 希美子, 熊谷 晋一郎, 安藤 譲二
  • 学会等名: 第30回日本バイオレオロジー学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-06-15
• [学会発表] 血管のメカノ・フィジオロジー (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤 譲二
  • 学会等名: 第20回Okayama Nephro-Talk
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2007-06-13
• [学会発表] ATP受容体を介した血管内皮のメカノトランスダクション、専門別研究会「細胞バイオメカニクスの新展開 : 分子生物学的手法によるアプローチ」 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二
  • 学会等名: 第46回日本生体医工学学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-04-26
• [学会発表] ATP受容体を介した血管内皮のメカノトランスダクション専門別研究会 細胞バイオメカニクスの新展開:分子生物学的手法によるアプローチ (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤 譲二, 山本希 美子
  • 学会等名: 第46回目本生体医工学学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-04-26
• [学会発表] 血管のシアストレスセンサー、シンポジウム「感覚センサー : 物理的刺激センサーのセンシング機構と生理的意義」 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二
  • 学会等名: 第84回日本生理学会
  • 発表場所: 大坂
  • 年月日: 2007-03-21
• [学会発表] シェアストレスと血管リモデリング、シンポジウム「血栓症 : Virchow Code」 (2006)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二
  • 学会等名: 第29回日本血栓止血学会
  • 発表場所: 宇都宮
  • 年月日: 2006-11-18
• [学会発表] Fluid shear stress induces selective differentiation of Flk-1-positive embryonic stem cells (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto
  • 学会等名: World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2006-08-28
• [学会発表] 血管細胞のバイオメカニクス (2006)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二
  • 学会等名: 第2回REDEEMシンポジウム 医療工学の最前線
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2006-08-12
• [学会発表] The role of endothelial P2X4 receptors in flow-dependent control of vascular tone and remodeling (2006)
  • 著者名/発表者名: J. Ando
  • 学会等名: 5th World Congress of Biomechanics
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 2006-08-03
• [図書] 血管トーヌスとリモデリングAnnual Review循環器 (2008)
  • 著者名/発表者名: 安藤 譲二, 山本 希美子
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] 医学のあゆみ223巻 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤 譲二, 山本 希美子
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 医学のあゆみ221巻 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤 譲二, 山本 希美子
  • 出版者: 医歯薬出版
• [図書] 日本ロボット学会誌25巻 (2007)
  • 著者名/発表者名: 安藤 譲二, 山本 希美子
  • 出版者: 日本ロボット学会
• [図書] 循環器科 (2006)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二, 曾我部隆影, 山本希美子
  • 総ページ数: 671
  • 出版者: 科学評論社