流れの方向性及び拍動性が培養血管内皮細胞の形態と機能に与える影響

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04670513
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐藤 正明 東北大学, 工学部, 教授 (30111371)
• 研究分担者: 片岡 則之 東北大学, 工学部, 助手
• キーワード: 内皮細胞 / 動脈硬化 / せん断応力 / アクチンフィラメント

研究概要

ブタ大動脈由来の血管内皮細胞をガラス板上で培養し、平行平板型のフローチャンバを用いて18dyn/cm^2のせん断応力を24時間にわたって負荷した。本研究では、血管内皮細胞に対する流れの方向性の影響を観察するため、一方向のみの流れ(一方向群)と、30分間隔(双方向群a)または3分間隔(双方向群b)で流れの向きを切り換えた双方向の流れを負荷した。この後、せん断応力を負荷した細胞のアクチンフィラメントをローダミンファロイジンにより染色した。細胞の形態変化を表す指標として従来から報告しているshape index(SI=4πA/P^2、A:細胞の面積、P:細胞の周長)の値についても蛍光顕微鏡写真から計測した。以上の実験の結果、流れを負荷しない細胞(静置群)では、比較的丸い細胞が多く認められるに対し、一方向群では細長い細胞が多く認められた。双方向群aおよびbでは、SIは静置群と一方向群でのそれの中間の分布を示したが、双方向群bの分布は、双方向群aに比べ、より静置群に近い分布を示した。細胞内におけるアクチンフィラメントの分布は、一方向群では細胞周辺部の流れの上流部分に多く観察されたが、双方向群aおよびbでは、上流側および下流側に均等に分散して観察された。これらの結果から、アクチンフィラメントの形成部位や細胞の形態の変化には、流れの方向性が強く影響すると考えられる。今年度の結果に基づき、来年度は流れの方向を直交させた場合および流れの方向性が細胞の機能としての物質透過性に及ぼす影響について検討する。また、物質透過性と関連して、細胞間の接着蛋白であるプラコグロビンの分布・接合状態と流れの関係についても蛍光抗体法により観察する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Satoshi Homma: "Vasoconstrictor effects on endothelin-l on myocardium microcirculation studied by the Langendorff perfusion method: differential sensitivities among microvessels." Microvascular Research. 43. 205-217 (1992)
• [文献書誌] 松田 光生: "大動脈の弾性特性と弾性成分に及ぼす継続的運動の効果" 脈管学. 32. 39-43 (1992)
• [文献書誌] M.A.Abd El-Haleem: "家兎大動脈の力学的性質に及ぼすコレステロール投与期間の影響" 日本機械学会論文集. 58. 1128-1133 (1992)
• [文献書誌] Keiko Ookawa: "Changes in microstructure of cultured porcine aortic endothelial cells in the early stage after applyning fluid-imposed shear stress." Journal of Biomechanics. 25. 1321-1328 (1992)
• [文献書誌] 境 広志: "高コレステロール・高脂肪食で飼育した成長期ラット大動脈の弾性成分と弾性特性に及ぼす長期自発走の影響" いばらき体育・スポーツ科学. 8. 25-31 (1992)
• [文献書誌] 佐藤 正明: "動脈硬化の発生・進展と血管壁の動的力学応答" 日本ME学会雑誌BME. 6. 19-26 (1992)
• [文献書誌] 佐藤 正明: "壁ずり応力による血管内皮細胞の形態と機能の変化" 病理と臨床.
• [文献書誌] 片岡 則之: "培養内皮細胞における酸素拡散抵抗の測定" 日本機械学会論文集.
• [文献書誌] 佐藤 正明: "血液循環系における物質移動現象" 伝熱研究.
• [文献書誌] Masaki Sato: "Platelet thrombi produced on cultured endothelial cells by the dye/light method" Biorheology.
• [文献書誌] Keiko Ookawa: "Morphological changes of endothelial cells after exposure to fluid-imposed shear stress:Differential responses induced by extracellular matrices." Biorheology.
• [文献書誌] Keiko Ookawa: "Time course changes in cytoskeletal structures of cultured endothelial cells exposed to shear stress." Frontiers of Medical and Biological Engineering.
• [文献書誌] M.A.Abd El-Haleem: "Effects of cholesterol feeding periods on aortic mechanical properties of rabbits" JSME International Journal.
• [文献書誌] 佐藤 正明(著者分担): "バイオエンジニアリング-最近の話題を集めて-" 培風館, 277 (1992)
• [文献書誌] 佐藤 正明(著者分担): "血液レオロジー最近の進歩" メディカルレビュー社, 477 (1992)
• [文献書誌] 佐藤 正明(著者分担): "新生化学実験講座 第10巻血管-内皮と平滑筋" 東京化学同人,
• [文献書誌] 佐藤 正明(著者分担): "臨床血栓止血学" 医歯薬出版,