腸管血管解析モデルによる時空間的血管構築機序の解明

• 研究課題/領域番号: 23K14500
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分49030:実験病理学関連
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 松居 彩 金沢大学, 医学系, 助教 (40609632)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 腸管血管網 / 血管構築 / 血管発生 / 腸疾患

研究開始時の研究の概要

腸管は消化・栄養吸収の場であり、外来の異物によって常に様々な刺激に曝されている。その最前線で重要な役割を果たすのは腸管の毛細血管網である。しかし、小腸・大腸含めた粘膜層や絨毛の発生・発達に伴う腸管毛細血管網の構築過程では、どのような細胞間相互作用によって精密な血管網の構築が誘導されるのか未だ明らかになっていない。生理的な血管網構築の過程を理解することは、多様な腸疾患の治療戦略、さらには副作用の回避や治療効率の向上という点でも重要である。そこで本研究は、生理的な腸管の毛細血管網構築メカニズムの解明を軸に、その機序を礎にして様々な腸疾患研究の理解、ならびに腸疾患の新たな治療戦略の創出を目標とする。

研究実績の概要

腸管は消化・栄養吸収の場であり、外来の異物によって常に様々な刺激に曝されている。その最前線で重要な役割を果たすのは、腸管の毛細血管網である。しかし、小腸・大腸含めた粘膜層や絨毛の発生・発達に伴う腸管毛細血管網の構築が、関係因子や周辺細胞との相互作用によりどのように誘導されるのか未だ明らかになっていない。生理的な腸管の毛細血管網構築の過程を解明・理解することは多様な腸疾患の治療戦略、治療における副作用の回避や治療効率の向上という点でも重要であり、腸管毛細血管網の構築メカニズムの解明を軸に、様々な腸疾患研究の理解と新たな治療戦略の創出につなげることを目標とする。
初年度では、まず正常な腸管血管網が発達する過程を生体組織において正確に理解することで、血管の形態変化とそれに伴う外的因子との相互作用の糸口を見出すことに注力した。そこで、組織透明化技術を用いた組織全体の観察と、高解像度の二次元解析を組み合わせて形態観察を検討した。組織透明化技術での形態解析は、腸管血管の全体把握には優れていたものの、発達段階にある非常に細い血管を観察することは難しく、染色方法や観察方法の更なる改良が必要な状況に留まっている。高解像度二次元解析では、胎児期ならびに若齢マウスの腸管を対象に血管構築の形態観察を試みた。胎児期17.5日と、若齢マウスの複数の時期の腸管におけるCD31陽性血管の形態を観察し、血管構築の変化を捉えることができた。さらに、血管構築過程での、血流の担保された機能的血管の評価も合わせて解析を進めている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

腸管血管網の生理的な構築過程の観察には、組織透明化による組織全体の観察と、より微細構造を観察するための二次元的な解析を予定していたが、透明化による組織の全体観察では生後直後の腸管内血管の構造をはっきりと捉えることが難しかった。また、幼弱な腸管では十分な腸内洗浄も難しく、腸内の不純物が形態観察の妨げになり、思うような形態評価ができなかった。さらに、二次元解析でも、生後直後のマウスの腸管サンプルの採取や、機能的血管の評価で条件検討に時間を要したため、予定よりやや遅れている。

今後の研究の推進方策

計画書の通り、初年度の血管構築過程の形態観察を引き続き行う予定である。前年度で解析が終わらなかった機能的血管の解析と、さらに周辺細胞の局在についても評価を行う。また、高齢マウスや疾患モデルマウスの腸管での血管形態についても解析予定であり、現在モデルマウスを準備中である。