血管細胞における血流のメカノトランスダクション機構

• 研究課題/領域番号: 26242043
• 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: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 獨協医科大学
• 研究代表者: 安藤 譲二 獨協医科大学, 医学部, 特任教授 (20159528)
• 研究分担者: 山本 希美子 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (00323618)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 43,810千円 (直接経費: 33,700千円、間接経費: 10,110千円); 2016年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円); 2015年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円); 2014年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
• キーワード: 血流 / 血管内皮細胞 / shear stress / 伸展張力 / 細胞膜 / 膜脂質相 / 膜流動性 / メカノトランスダクション / stretch / 形質膜 / 細胞増殖因子受容体

研究成果の概要

血管内皮細胞が血流に起因する流れずり応力と血圧に基づく伸展張力を感知する分子機構と、それに果たす細胞膜の役割について解析した。培養内皮細胞の膜脂質相はずり応力で有意に減少し、伸展張力で増加した。同様の反応が生体膜と類似の脂質で作製したリポソームでも生じたことから、この反応は物理現象であることが示された。また、細胞膜の流動性はずり応力で明らかに増加し、伸展張力で減少した。力学的刺激による細胞膜の物性の変化は力学刺激による細胞増殖因子受容体の活性化に繋がっていた。以上から、内皮細胞は細胞膜を介して血流と血圧を異なる力学刺激として感知し、膜受容体を介して細胞内へ情報伝達していると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Flow-dependent endothelial YAP regulation that contributes to vessel maintenance. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakajima H, Yamamoto K, Agarwala S, Terai K, Fukui H, Fukuhara S, Ando K, Miyazali T, Yokota Y, Sxhmelzer E, Belting H, Affolter M, Lecaudey, Mochizuki N
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 40 号: 6 ページ: 523-536
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2017.02.019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 循環系のメカノセンシング (2016)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二、山本希美子
  • 雑誌名: 血管医学 巻: 17 ページ: 315-324
• [雑誌論文] 血管の動的な恒常性のメカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、安藤譲二
  • 雑誌名: CLINICAL CALCIUM 巻: 26 ページ: 107-114
• [雑誌論文] メカノバイロジーからメカノメディシンへ；ずり応力センシング (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、安藤譲二
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 257 ページ: 1008-1014
• [雑誌論文] Vascular endothelial cell membranes differentiate between stretch and shear stress through transitions in their lipid phases. (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto and J. Ando
  • 雑誌名: Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 巻: 309 号: 7 ページ: H1178-H1185
  • DOI: 10.1152/ajpheart.00241.2015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dextran induces differentiation of circulating endothelial progenitor cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Obi, H. Masuda, H. Akimaru, T. Shizuno, K. Yamamoto, J. Ando, and T. Asahara
  • 雑誌名: Physiol. Rep. 巻: 2 号: 3 ページ: e00261-e00261
  • DOI: 10.1002/phy2.261
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of shear stress on endothelial progenitor cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Obi, K. Yamamoto, and J. Ando
  • 雑誌名: J. Biomed. Nanotechnol. 巻: 10 号: 10 ページ: 2586-2597
  • DOI: 10.1166/jbn.2014.2014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 血流センシングと血管の生理・病理・Blood-flow sensing mechanism and their role in vascular physiology and pathology (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、安藤譲二
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松アクトシティコングレスセンター（静岡県浜松市）
  • 招待講演
• [学会発表] 内皮細胞形質膜による血流センシング機構 (Blood-flow-sensing mechanisms by vascular endothelial cell plasma membranes) (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、神谷暸、安藤譲二
  • 学会等名: 第55回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 富山国際会議場・富山市民プラザ（富山県富山市）
  • 招待講演
• [学会発表] 血管内皮細胞における形質膜を介したメカノセンシング機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、安藤譲二
  • 学会等名: 第39回日本バイオレオロジー学会年会
  • 発表場所: 東海大学交友会館（東京都千代田区）
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanotransduction in endothelial cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Yamamoto
  • 学会等名: ESC congress 2016 (European Society of Cardiology)
  • 発表場所: Rome（イタリア）
  • 招待講演
• [学会発表] 血管メカノバイオロジー：内皮細胞の血流センシングを介した循環機能調節 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二、山本希美子
  • 学会等名: 平成28年度日本生体医工学会東海支部・学術集会
  • 発表場所: 株式会社スズケン本社（愛知県名古屋市）
  • 招待講演
• [学会発表] Endothelial cell mechanotransduction and its role in vascular remodeling (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Yamamoto
  • 学会等名: 13th Interdisciplinary Cerebrovascular Symposium Intracranial Stent Meeting
  • 発表場所: Kobe International Exhibition Hall（兵庫県神戸市）
  • 招待講演
• [学会発表] 血管内皮細胞における膜脂質分子を介したメカノセンシング・Mechanosensing via membrane lipid molecules in vascular endothelial cells (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、安藤譲二
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 招待講演
• [学会発表] 脂質二分子膜の力学応答を基盤とする血流センシング (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、安藤譲二
  • 学会等名: 第24回日本血管生物医学会・第14回日韓血管生物合同シンポジウム
  • 発表場所: 長崎ブリックホール（長崎県長崎市）
  • 招待講演
• [学会発表] 血管のメカノバイオロジー：血流センシングと脳動脈瘤形成の分子機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子
  • 学会等名: 「画期的医薬品等の創出をめざす脂質の生理活性と機能の解明」研究開発領域 平成28年度キックオフ会
  • 発表場所: スペースアルファ神戸（兵庫県神戸市）
  • 招待講演
• [学会発表] 内皮細胞形質膜を介した血流と血圧のセンシング機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子 安藤譲二
  • 学会等名: 第２３回日本血管生物医学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 （兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-11
• [学会発表] Endothelial cell plasma membranes act as a mechanosensor that detects fluid shear stress (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Yamamoto and Joji Ando
  • 学会等名: 10th World congress for Microcirculation
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center （京都府京都市）
  • 年月日: 2015-09-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 内皮細胞形質膜を介した血流センシング機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子 安藤譲二
  • 学会等名: 生理学研究所研究会 生体ホメオスタシスのgatewayとしての上皮膜輸送マイクロホメオスタシス機構
  • 発表場所: 自然科学研究機構 生理学研究所 （愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Stretch-induced endothelial mechanotransduction through transitions in cell membrane lipid phases. (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto and J. Ando
  • 学会等名: The 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
  • 発表場所: Milano Conference Center, Milano (Italy)
  • 年月日: 2015-08-28
  • 国際学会
• [学会発表] 内皮細胞は流体力学刺激のセンサーとして働く (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子 安藤譲二
  • 学会等名: 第５４回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場 （愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-05-08
  • 招待講演
• [学会発表] 血管のメカノバイオロジー (Vascular mechanobiology) (2015)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二、山本希美子
  • 学会等名: 第118回日本小児科学会学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場／リーガロイヤルホテル大阪 （大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-04-18
  • 招待講演
• [学会発表] 内皮細胞の血流センシングを介した血管機能調節 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二 山本希美子
  • 学会等名: 第４７回日本動脈硬化学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター （宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-04-10
  • 招待講演
• [学会発表] Vascular endothelial cells sense shear stress by changing the membrane lipid order (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Yamamoto and Joji Ando
  • 学会等名: The 4th Japan-Switzerland Workshop on Biomechanics (JSB2014)
  • 発表場所: Shima Kanko Hotel The Classic, Mie
  • 年月日: 2014-09-02
  • 招待講演
• [学会発表] Caveolar membrane lipid order affects ATP-mediated shear stress mechanotransduction in vascular endothelial cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Yamamoto and Joji Ando
  • 学会等名: Purines 2014
  • 発表場所: University of Bonn, Bonn, Germany
  • 年月日: 2014-07-24
• [学会発表] 内皮細胞膜のlipid orderを介したshear stressのセンシング (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本希美子、安藤譲二
  • 学会等名: 第53回日本生体医工学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター、仙台
  • 年月日: 2014-06-26
  • 招待講演
• [学会発表] Hemodynamic control of vascular remodeling through endothelial cell mechanotransduction (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Yamamoto and Joji Ando
  • 学会等名: The 47th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists（日本発生生物学会）
  • 発表場所: ウインクあいち、名古屋
  • 年月日: 2014-05-30
  • 招待講演
• [学会発表] Endothelial cells respond to shear stress by rapidly decreasing the order of their lipid phases (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Yamamoto and Joji Ando
  • 学会等名: International Symposium on Mechanobiology (ISMB2014)
  • 発表場所: Okayama University Junko Fukutake Hall, Okayama
  • 年月日: 2014-05-22
  • 招待講演
• [学会発表] Endothelial cells sense shear stress through rapid changes in membrane physical properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Yamamoto and Joji Ando
  • 学会等名: 18th International Vascular Biology Meeting (IVBM2014)
  • 発表場所: Miyakomesse, Kyoto
  • 年月日: 2014-04-17
  • 招待講演
• [学会発表] Dextran increases differentiation of circulating endothelial progenitor cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Syotaro Obi, Haruchika Masuda, Hiroshi Akimaru, Kimiko Yamamoto, Joji Ando, and Takayuki Asahara
  • 学会等名: 18th International Vascular Biology Meeting (IVBM2014)
  • 発表場所: Miyakomesse, Kyoto
  • 年月日: 2014-04-16
• [図書] Vascular Engineering (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Tanishita, K. Yamamoto, Eds
  • 総ページ数: 401
  • 出版者: Springer
• [図書] 血管のメカノバイオロジー： メカノバイオロジー (2015)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二 山本希美子
  • 総ページ数: 333
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 血管と血流の相互作用：新・血栓止血血管学・血管と血小板 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安藤譲二
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: 金芳堂
• [備考] 獨協医科大学医学部 生体医工学 安藤譲二研究室
  • URL: http://www.dokkyomed.ac.jp/dep-m/biomech/
• [備考] 獨協医科大学医学部 生体医工学 安藤譲二研究室
  • URL: http://square.umin.ac.jp/vascbiol/index.html