血管内皮細胞のマイクロメカニクス分析による動脈硬化局在化機構の解析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12480270
• 研究機関: 川崎医科大学
• 研究代表者: 辻岡 克彦 川崎医科大学, 医学部, 教授 (30163801)
• 研究分担者: 望月 精一 川崎医療短期大学, 臨床工学科, 助教授 (60259596) ; 梶谷 文彦 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (70029114) ; 小笠原 康夫 川崎医科大学, 医学部, 助教授 (10152365) ; 岩城 完三 林原生物化学研究所, 藤崎研究所, サブディレクター(研究職) ; 片岡 則之 川崎医療短期大学, 臨床工学科, 講師 (20250681)
• キーワード: 内皮細胞 / 単球 / 動脈硬化 / マイクロメカニス / 原子間分顕微鏡 / ECIS

研究概要

全身の動脈内の血液成分、血圧は、どの動脈においても大差がないにもかかわらず、病理学的研究により動脈硬化は血管湾局部と分岐部に局在化することが明らかにされていて、分岐部において局所的に顕著な差異の存在する血流が動脈硬化の発症・進展の局在化を規定する重要な因子として注目されている。動脈硬化病変の初期過程として単球が血管内皮下に進入してマクロファージとなり変成低比重リポタンパクを呑食して泡沫細胞となり、その部分に蓄積して動脈硬化病変を形成する過程が想定されているが、単球と内皮細胞の相互作用特に力学的相互作用に関する知見は極めて少ない。本研究では、単球が付着することにより内皮細胞の動きと粘弾性がいかに変化するかを解析するとともに、内皮細胞の内部構造の変化を解析し、内皮細胞のマイクロメカニクスに変化をきたす物質的基盤を明らかにすることを目的とした。本年度はさらに、単球が内皮下へ進入する動態を立体的経時的に観察した。
単球の内皮細胞への付着により内皮細胞と基質間の距離がナノメータオーダで増大するが、内皮細胞間の間隙には有意の変化が発生しなかった。次に、単球の付着により内皮細胞の弾性の低下すなわち柔らかくなることが明らかとなった。内皮細胞の内部構造を調べると、ストレスファイバーの減少とFAKの減少が観察された。単球は内皮細胞に付着直後から内皮下への移動を開始し、30分以降はあまり動きがなくなった。
以上の結果は、単球の付着により内皮細胞は単球が内皮細胞の裏側に進入するのを許容する状態になり、単球の進入を手助けし、単球は速やかに内皮下へ移動すると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] N.Kataoka, K.IwaKi, K.Hashimoto, S.Mochizuki, Y.Ogasawara, M.Sato, K.Tsujioka, F.Kajiya: "Measurements of endothelial cell-to-cell and cell-to-substrate gaps and micromechanical properties of endothelial cells during mononocyte adhesion"Proc. Natl. Acad. Sci. 99(24). 15638-15643 (2002)
• [文献書誌] M.Hayama, T.Miyasaka, S.Mochizuki, H.Asahara, K.Tsuijioka, F.Kohori, K.Sakai, Y.Jinbo, M.Yoshida: "Visualization of distribution of endotoxin trapped in an endotoxin-blocking filtration membrane"Journal of Membrane Science. 210(1). 45-53 (2002)
• [文献書誌] 宮坂武寛, 遠藤恒介, 望月精一, 氷見直之, 水堀 深, 麻原仁子, 辻岡克彦, 酒井清孝: "生体計測用スーパーオキサイドセンサ"医工学治療. 14(3). 158-161 (2002)
• [文献書誌] K.Endo, T.Miyasaka, S.Mochizuki, S.Aoyagi, N.Himi, H.Asahara, K.Tsujioka, K.Sakai: "Development of a superoxide sensor by immobilization of superoxide dismutase"Sensor and Actuators. B83. 30-34 (2002)
• [文献書誌] S.Mochiuzuki, N.Himi, T.Miyasaka, H.Nakamoto, M.Takemoto, K.Hirano, K.Tsujioka, Y.Ogasawara, F.Kajiya: "Evaluation of basic performance and applicability of a newly developed in vivo nitric oxide sensor"Physiological Measurement. 23. 261-268 (2002)