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A mechanical study of lumen formation through membrane bleb regulation under hemodynamic influence

研究課題

研究課題/領域番号 20K20190
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分90110:生体医工学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

MaungYe SweSoe  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (60866408)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020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Microhemodynamics / Hematocrit asymmetry / Wall shear stress / Vascular morphogenesis / Membrane blebbing / RBC mechanics / Endothelial mechanics / Vascular mechanics / Lumen formation / Angiogenesis / Vascular remodeling / Zebrafish
研究開始時の研究の概要

Using zebrafish experiments, I will quantify the relationship between membrane blebbing and hemodynamics. The lumen morphogenesis model constructed from the quantification will study the mechanobiology of lumen formation as a spatiotemporal regulation between phenomena across vessel networks.

研究成果の概要

私は、実験に基づく血流イメージングと数値流体力学(CFD)を用いて、ゼブラフィッシュの微小血管ネットワークにおける血圧と壁せん断応力(WSS)の時空間分布を計算する方法を確立した。

血球除去の実験では、胚の血流は血液粘度の低下に応じて血流量を維持する傾向が観察されCFDを適用したところ、ネットワーク圧力とWSSが低下することがわかった。遺伝子変異により血管径を小さくした場合、実験では血流速度が低下することが確認され、CFDを用いるとネットワーク圧の維持と圧力の低減のどちらの状況でも流量の減少傾向に合致することが示された。その結果、血管径を小さくするシナリオではWSSは維持されることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

In situ blood viscosity, wall shear stress and blood pressure are difficult parameters to measure in microvessels. This combined methodology that employs both experiment and computational modeling provides a key tool for quantification of mechanical parameters involved in vascular morphogenesis.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] High-Throughput Imaging of Blood Flow Reveals Developmental Changes in Distribution Patterns of Hemodynamic Quantities in Developing Zebrafish2022

    • 著者名/発表者名
      Maung Ye Swe Soe、Kim Jung Kyung、Carretero Nuria Taberner、Phng Li-Kun
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 13 ページ: 1-23

    • DOI

      10.3389/fphys.2022.881929

    • 関連する報告書
      2022 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] A cell-and-plasma numerical model reveals hemodynamic stress and flow adaptation in zebrafish microvessels after morphological alteration2022

    • 著者名/発表者名
      Maung Ye Swe Soe、Phng Li-Kun
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 519

    • DOI

      10.1101/2022.12.07.519059

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Mapping hemodynamic forces in zebrafish vascular networks through numerical modeling2023

    • 著者名/発表者名
      Maung Ye Swe Soe and Phng Li-Kun
    • 学会等名
      RIKEN 26th Interdisciplinary exchange evening
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mapping hemodynamic stresses in microvascular networks using microscopy and numerical modeling2022

    • 著者名/発表者名
      Maung Ye Swe Soe and Phng Li-Kun
    • 学会等名
      RIKEN BDR Organoid Project Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mapping hemodynamic forces in zebrafish vascular networks through numerical modelling2022

    • 著者名/発表者名
      Maung Ye Swe Soe and Phng Li-Kun
    • 学会等名
      55th Japanese Society of Developmental Biology Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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