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血流とペリサイトの協奏による血管新生メカノバイオロジー機構

研究課題

研究課題/領域番号 19H04446
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関宮崎大学 (2021)
熊本大学 (2019-2020)

研究代表者

西山 功一  宮崎大学, 医学部, 教授 (80398221)

研究分担者 梅本 晃正  熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特任准教授 (50620225)
植村 明嘉  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (30373278)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード血管新生 / 血管内皮細胞 / ペリサイト / 血流 / 血管内腔圧 / 血管壁伸展 / 微小流体デバイス / 方向性運動 / メカノバイオロジー / 伸展刺激 / オンチップ / メカニカルストレス / 力学刺激
研究開始時の研究の概要

血管新生は、既存の血管網から血管を増生する重要な生体反応である。血管新生は、血管内皮細胞が主体となり、それを囲むペリサイト、そして血流などの外部環境からの影響を受け進む。しかし、そのしくみは十分に分かっていない。最近、研究代表者は、血流による血管内腔圧・壁伸展刺激が新たな血管新生抑制因子であることを見出した。本研究では、1)内腔圧・壁伸展刺激が血管新生を抑制する分子メカニズムと、2)それをペリサイトが調節するしくみを明らかにし、新しい血管新生制御機構の概念を提示する。さらに、病態における重要性を明らかにし、血管新生を標的とした画期的な医療、および再生医療の実現に資する基盤を提供する。

研究成果の概要

血管は一度傷ついても、血管新生により修復される。本研究において、血流により生じる血管内の圧力が、血管新生を抑制することを発見した。さらに、血管を構成している血管内皮細胞が、血管の内圧によって生じって血管が引っ張られる力を感知して、血管新生が抑制される分子メカニズムを明らかにした。また、血管内皮細胞を囲む様に存在するペリサイトは、血管の拡張に伴う血管新生の抑制をさらに制御し、血流とペリサイトにより協調的に血管新生を調節するしくみが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、圧力や伸展張力といった物理的な刺激を、我々の体の細胞がどのように感知して、そして、それをどのように化学的な信号に変えて生命現象の達成に使っているかという、生命の根本原理の理解に迫るための一助になると期待される。加えて、今回の発見は、血管内腔圧とそれに伴って生じる血管壁伸展メカニズムやペリサイト機能を標的にした、虚血性疾患、創傷治癒、そしてがんといった血管新生が深く関わる病態への治療的介入につながっていくと期待され、臨床的な観点からも、社会に広く貢献できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Mechanical loading of intraluminal pressure mediates wound angiogenesis by regulating the TOCA family of F-BAR proteins2022

    • 著者名/発表者名
      Yuge S, Nishiyama K, Arima Y, Hanada Y, Oguri-Nakamura E, Hanada S, Ishii T, Wakayama Y, Hasegawa U, Tsujita K, Yokokawa R, Miura T, Itoh T, Tsujita K, Mochizuki N, Fukuhara S.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 13(1) 号: 1 ページ: 2594-2594

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30197-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Murine neonatal ketogenesis preserves mitochondrial energetics by preventing protein hyperacetylation2021

    • 著者名/発表者名
      Arima Yuichiro、Nakagawa Yoshiko、Takeo Toru、Ishida Toshifumi、Yamada Toshihiro、et al.
    • 雑誌名

      Nature Metabolism

      巻: 3 号: 2 ページ: 196-210

    • DOI

      10.1038/s42255-021-00342-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dysregulation of Amphiregulin stimulates the pathogenesis of cystic lymphangioma2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida N, Yamamoto S, Hamashima T, Okuno N, Okita N, Horikawa S, Hayashi M, Dang TC, Nguyen QL, Nishiyama K, Makino T, Ishii Y, Tomihara K, Shimizu T, Shibuya M, Noguchi M, Sasahara M.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 118 号: 19

    • DOI

      10.1073/pnas.2019580118

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] NFAT indicates nucleocytoplasmic damped oscillation via its feedback modulator2021

    • 著者名/発表者名
      Muramatsu Masashi、Ito Takeshi、Shimoji Hokuto、Komiya Miko、Miyamura Yuri、Nishiyama Koichi、Suzuki Takashi、Minami Takashi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 571 ページ: 201-209

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.07.072

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vascularized cancer on a chip: The effect of perfusion on growth and drug delivery of tumor spheroid.2020

    • 著者名/発表者名
      Nashimoto Y, Okada R, Hanada S, Arima Y, Nishiyama K, Miura T, Yokokawa R.
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 229 ページ: 119547-119547

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2019.119547

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 血管周囲細胞ペリサイトによる力学機序を介した血管新生促進機構2021

    • 著者名/発表者名
      西山功一
    • 学会等名
      第44回分子生物学会年会 ワークショップ
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Vascular intraluminal pressure load inhibits directed endothelial cell migration in angiogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nishiyama
    • 学会等名
      The 21th international vascular biology meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] オンチップで解く生命現象の血流依存的メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      西山功一
    • 学会等名
      第93回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pericytes enhance directed migration of endothelial cells in angiogenesis by controlling perivascular environment to prevent excessive vessel wall tension2020

    • 著者名/発表者名
      Hanada Y, Nishiyama K
    • 学会等名
      第4回日本循環器学会基礎研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Pericyte-mediated biomechanical mechanism to control angiogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Hanada Y, Uemura A, Arima Y, Kato K, Tsujita K, Murohara T, Nishiyama K.
    • 学会等名
      第28回日本血管生物医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Vascular intraluminal pressure load inhibits directed endothelial cell migration and branch elongation in sprouting angiogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nishiyama
    • 学会等名
      Gordon Angiogenesis Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vascular intraluminal pressure inhibits angiogenic endothelial cell movement and branch elongation via vascular wall stretch2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nishiyama
    • 学会等名
      Asia/Australia Vascular Biology Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vascular intraluminal pressure inhibits aniogenic branch elongation2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nishiyama
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Systems Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Blood flow-dependent biomechanical control of angiogenesis.2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nishiyama
    • 学会等名
      KAIST-KU Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Blood flow as a regulator of neovascularization2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Nishiyama
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pericytes enhance directed migration of endothelial cells in angiogenesis possibly via biomechanical mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Hanada
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 血管新生においてペリサイトが内皮細胞の方向性運動を促進する生体力学的機序2019

    • 著者名/発表者名
      花田 保之
    • 学会等名
      第27回日本血管生物医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 宮崎大学医学部 機能制御学講座 血管動態生化学分野 ホームページ

    • URL

      http://kumamoto-ircms-nishiyama.jp

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 宮崎大学医学部 プレスリリース

    • URL

      https://www.miyazaki-u.ac.jp/public-relations/20220510_06_press.pdf

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 西山研究室(熊本大学国際先端医学研究機構)

    • URL

      http://kumamoto-ircms-nishiyama.jp/en/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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