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2004 年度 実績報告書

血管内皮細胞の力学的応答機構に果たすインテグリンの役割

研究課題

研究課題/領域番号 14208100
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 正明  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30111371)

研究分担者 羽根 一博  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50164893)
松本 健郎  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30209639)
坂元 尚哉  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20361115)
出口 真次  岡山大学, 工学部, 助手 (30379713)
キーワード細胞骨格 / インテグリン / アクチンフィラメント / 力学的応答機構 / せん断応力 / 静水圧負荷 / 引張負荷
研究概要

今年度は以下の3点について研究を行い,各結論を得た.
1.張力負荷刺激による細胞骨格の応答解析
シリコーンゴム内にカバーガラスなどの硬い物質を混入して薄膜を成型した.この膜に内皮細胞を播種し,1つの細胞に対して異なるひずみ場を与え,細胞の応答を解析した.その結果,同一細胞内でもひずみの大きい箇所で最初にアクチンフィラメントの発達がみられるとともに核の高ひずみ側への偏移が観察された.また,興味ある形態変化が観察され,形の不整さを表すtortuosity indexやarc indexといった指標を導入して解析を行った結果,細胞自体がひずみを検知して細胞内で力学的バランスをとるように形態変化を起こしている可能性が示唆された.
2.流れ負荷刺激時の細胞骨格およびインテグリンの応答解析
内皮細胞に,GFP-アクチン,RFP-FATのベクターを導入してせん断応力を与え,アクチンフィラメントとインテグリンの挙動について詳細な解析を行った.その結果,最初の現象として流れに直交するアクチンフィラメントの収縮とインテグリンの移動,それに伴うアクチンフィラメントの消失が観察された.すなわち,アクチンフィラメントに作用する力に反応してアクチンのダイナミックは変化が起こっていることが示唆された.続いて,葉状仮足の形成がみられ,アクチンフィラメントの形成にとって重要な働きをするインテグリンの移動と配置がマイクロチューブルを通して行われている可能性があることが明らかとなった.
3.静水圧負荷による細胞骨格およびカドヘリンの応答解析
内皮細胞は静水圧に対して敏感に応答し,細胞の重層化,アクチンフィラメントの特異な発達などが観察されている.そこで,細胞同士の接着に関与するタンパク質であるカドヘリンの形成に焦点を当てて検討した結果,カドヘリンの発現に静水圧が関与していることが明らかとなった.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (8件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 構造最適化による流れ負荷内皮細胞の有限要素法解析2005

    • 著者名/発表者名
      大橋俊朗
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集A編 (印刷中)

  • [雑誌論文] Remodeling of Vascular Endothelial Cells Exposed to Fluid Shear Stress : Experimental and Numerical Approach2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ohashi
    • 雑誌名

      Fluid Dynamics Research (in press)

  • [雑誌論文] Effect of shear stress on permeability of vascular endothelial monolayer cocultured with smooth muscle cells2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      JSME International Journal Series C Vol.47, No.4

      ページ: 992-999

  • [雑誌論文] 静水圧に対する培養内皮細胞の形態的変化とその評価方法2004

    • 著者名/発表者名
      坂元尚哉
    • 雑誌名

      第43回日本エム・イー学会大会プログラム・論文集 Vol.42 Suppl.1

      ページ: 589

  • [雑誌論文] Role of nitric oxide in migration of smooth muscle cells in cocultured model2004

    • 著者名/発表者名
      N.Sakamoto
    • 雑誌名

      The proceedings of The First Asian Pacific Conference on Biomechanics No.04-293

      ページ: 83

  • [雑誌論文] 動脈硬化症発生メカニズムにおける内皮細胞と平滑筋細胞の相互作用2004

    • 著者名/発表者名
      坂元尚哉
    • 雑誌名

      第27回日本バイオレオロジー学会年会プログラム・抄録集 18巻

      ページ: 40

  • [雑誌論文] Mechanical properties of a single stress fiber isolated from cultured smooth muscle cells2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sato
    • 雑誌名

      Proceeding of the 2004 BMES Annual Fall Meeting (CD)

  • [雑誌論文] 共存培養モデルを用いた平滑筋細胞遊走性に与える一酸化窒素の影響2004

    • 著者名/発表者名
      坂元尚哉
    • 雑誌名

      日本機械学会第16回バイオエンジニアリング講演会講演論文集 No.03-38

      ページ: 31-32

  • [図書] 構造工学ハンドブック(13章1・2 細胞構造)2004

    • 著者名/発表者名
      佐藤正明
    • 総ページ数
      1070
    • 出版者
      丸善
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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