流れずり応力に対する血管内皮細胞の認識・応答機構に関する生体工学的研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07408036
• 研究種目: 一般研究(A)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 神谷 暸 東京大学, 医学部(医), 教授 (50014072)
• 研究分担者: 安藤 譲二 東京大学, 医学部(医), 客員助教授 (20159528)
• キーワード: 血管内皮細胞 / 流れずり応力 / 接着分子 / 細胞内カルシウム / 血行力学的応力 / 遺伝子 / 細胞内情報伝達系 / VCAM-1

研究概要

当該年度に於いては流れずり応力に対する血管内皮細胞の認識応答機構に関して以下の検討を行った。
1) 血管内皮細胞の流れずり応力に対する感知機構に関して、情報伝達系でセカンドメッセンジャーとして働くCa^<++>の面から検討を行った。その結果、内皮細胞内Ca^<++>は流れずり応力に敏感に反応し、上昇することが判明した。この反応には細胞外ATPとCa^<++>の存在が必要であった。今回得られた新しい知見としては個々の細胞でpeak and plateau,oscillation及びno responseと反応にheterogeneityが認められたこと、細胞質Ca^<++>だけでなく細胞核のCa^<++>上昇も同時に起こることが観察された。これらの所見から流れずり応力の感知機構にCa^<++>が関与する可能性があること、そのCa^<++>応答には細胞毎で差異があり、かつその情報は細胞核にも伝達されていると思われた。
2) 流れずり応力に対する遺伝子の応答に関しては、マウス内皮細胞では接着分子VCAM-1のmRNAがずり応力依存性に低下するが、一方、ヒトの内皮細胞ではVCAM-1には変化が起きず、ICAM-1とE-selectin mRNAが増加することが明らかになった。これらの新しい知見は流れずり応力が内皮細胞の遺伝子の発現にも影響を及ぼすこと、接着分子の遺伝子の応答は内皮細胞のoriginによって異なることを示唆していた。

研究成果

• [文献書誌] H.Tsuboi: "Flow stimulates ICAM-1 expression time- and shear stress-dependently in human endothelial cells." Biochem.Biophys.Res.Commun.206. 988-996 (1995)
• [文献書誌] V.Takada: "Fluid shear stress increases the expression of thrombomodulin by cultured human endothelial cells." Biochem.Biophys.Res.Commun.205. 1345-1352 (1994)
• [文献書誌] W.Yang: "Exogenous nitric oxide inhibits proliferation of cultured vascular endothelial cells." Biochem.Biophys.Res.Commun.203. 1160-1167 (1994)
• [文献書誌] J.Ando: "Shear stress inhibits the adhesion of cultured mouse endothelial cells to lymphocytes by down-regulating VCAM-1 expression." Am.J.Physiol.267. C679-C687 (1994)
• [文献書誌] J.Ando: "Intracellular calcium response to directly applied mechanical shearing forcein cultured vascular endothelial cells." Biorheology. 31. 57-68 (1994)
• [文献書誌] R.Korenaga: "Laminar flow stimulates ATP- and shear stress-dependent nitric oxide production in cultured bovine endothelial cells." Biochem.Biophys.Res.Commun.198. 213-219 (1994)
• [文献書誌] J.Ando: "Down-regulation of vascular adhesion molecule-1 by fluid shear stress in cultured mouse endothelial cells." Atherosclerosis III New York Academy of Sciences F.Numano and R.W.Wissler,eds.,10 (1995)
• [文献書誌] A.Kamiya: "Endothelial cell responses to fluid shear stress.In“Endothelium-derivved factors and vascular functions"," Elsevier Science Amsterdam T.Masaki ed.,10 (1994)