力学的刺激に対する細胞の感知・応答の分子機構と組織構築技術への応用

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17076002
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 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, 大学院・医学系研究科, 講師 (00323618)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 血管 / 剪断応力 / 伸展張力 / ES細胞 / 内皮細胞 / 平滑筋細胞 / 再生医療

研究概要

生体の全ての臓器・組織に分化する能力を有する胚性幹細胞(ES細胞)は再生医療に用いる細胞の供給源として期待されている。我々はES細胞の分化を誘導する方法に生体力学的刺激(Biomechanical force)を応用する研究を行った。その結果、液体の流れに起因する剪断応力はマウスES細胞由来のVEGFR陽性細胞を血管内皮細胞へ、一方、圧力変化に基づく伸展張力は血管平滑筋細胞へ分化誘導することを明らかした。これらの結果はBiomechanical forceをES細胞の分化を調節する手段として再生医療に応用できることを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Vascular Mechanobiology: Endothelial Cell Responses to Fluid Shear Stress. (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Ando, K. Yamamoto
  • 雑誌名: Circ. J. 73 ページ: 1983-1992
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear stress increases expression of the arterial endothelial markear ephrinB2 in murine ES cells via the VEGF-Notch signaling pathways. Arterioscler. (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Masumura, K. Yamamoto, N. Shimizu, S. Obi, J. Ando
  • 雑誌名: Thromb. Vasc. Biol. 29 ページ: 2125-2131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid shear stress induces arterial differentiation of endothelial progenitor cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Obi, K. Yamamoto, N. Shimizu, S. Kumagaya, T. Masumura, T. Sokabe, T. Asahara, J. Ando
  • 雑誌名: J. Appl. Physiol 106 ページ: 203-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic strain induces mouse embryonic stem cell differentiation into vascular smooth muscle cells by activating PDGF receptor (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Shimizu, K. Yamamoto, S. Obi, S. Kumagaya, T. Masumura, Y. Shimano, K. Naruse, J.K. Yamashita, T. Igarashi, J. Ando
  • 雑誌名: J. Appl. Physiol. 104 ページ: 766-772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential gene responses in endothelial cells exposed to a combination of shear stress and cyclic stretch. (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Toda, K. Yamamoto, N Shimizu, S. Obi, S. Kumagaya, T. Igarashi, A. Kamiya, J. Ando
  • 雑誌名: J. Biothechnol. 133 ページ: 239-244
• [雑誌論文] Involvement of cell surface ATP synthase in flow-induced ATP release by vascular endothelial cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, N. Shimizu, S. Obi, S. Kumagaya, Y. Taketani, A. Kamiya, J. Ando
  • 雑誌名: Am. J. Physiol Heart Circ. Physiol 293 ページ: H1646-H1653
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impaired flow-dependent control of vascular tone and remodeling in P2X4-deficient mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, T. Sokabe, T. Matsumoto, K. Yoshimura, M. Shibata, N. Ohura, T. Fukuda, K. Sekine, S. Kato, M. Isshiki, T. Fujita, M. Kobayashi, K. Kawamura, H. Masuda, A. Kamiya, J. Ando
  • 雑誌名: Nat. Med. 12 ページ: 133-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differentiation from embryonic stem cells to vascular wall cells under in vitro pulsatile flow loading. (2005)
  • 著者名/発表者名: H. Huang, Y. Nakayama, K. Qin, K. Yamamoto, J. Ando, J. Yamashita, H. Itoh, K. Kanda, H. Yaku, Y. Okamoto, Y. Nemoto
  • 雑誌名: J. Artif. Organs 8 ページ: 110-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid shear stress induces differentiation of Flk-1-positive embryonic stem cells into vascular endothelial cells in vitro. (2005)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, T. Sokabe, T. Watabe, K. Miyzono, J. Yamashita, S. Obi, N. Ohura, A. Matsushita, A. Kamiya, J. Ando
  • 雑誌名: Am. J. Physiol Heart Circ. Physiol 288 ページ: H1915-H1924
  • 査読あり
• [学会発表] Shear-dependent mechanotransduction via endothelial ATP receptors and its physiological role in the vascular system. (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Ando
  • 学会等名: The 36th International Congress of Physiological Sciences (IUPS2009) Kyoto
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] Shear-stress-sensing and response mechanisms in vascular endothelial cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Ando, K. Yamamoto
  • 学会等名: The 3rd International Symposium for Interface Oral Health Science
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2009-01-15
• [学会発表] Shear stress mediated endothelial signaling and vascular homeostasis. (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Ando, K. Yamamoto
  • 学会等名: The 13th International Conference on Biomedical Engineering
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2008-12-05
• [学会発表] Cyclic strain induces mouse embryonic stem cell differentiation into vascular smooth muscle cells (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Ando, N. Shimizu, K. Yamamoto
  • 学会等名: BMES Annual Fall Meeting
  • 発表場所: St. Louis, USA
  • 年月日: 2008-10-02
• [学会発表] Induction of vascular cell differentiation by fluid-mechanical forces in embryonic stem cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Ando, K. Yamamoto, N. Shimizu
  • 学会等名: ISACB 11th Biennial Meeting
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2008-09-19
• [学会発表] Shear-stress-sensing and response mechanisms in vascular endothelial cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Ando
  • 学会等名: The keynote lecture in NIH-funded Cellular Biotechnology Training Program Symposium
  • 発表場所: The University of Michigan, Ann Arbor
  • 年月日: 2007-04-19
• [学会発表] The role of endothelial P2X4 receptors in flow-dependent control of vascular tone and remodeling. (2006)
  • 著者名/発表者名: J. Ando, K. Yamamoto, T. Sokabe, A. Kamiya
  • 学会等名: 5th World Congress of Biomechanics
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 2006-08-03
• [学会発表] Shear stress induces differentiation of endothelial progenitor cells and embryonic stem stems into vascular endothelial cells (2005)
  • 著者名/発表者名: J. Ando, K. Yamamoto
  • 学会等名: Japan-Korean Joint Symposium on Vasculaar Biology
  • 発表場所: Doosan Resort, Chuncheon, Korea
  • 年月日: 2005-08-11
• [備考]
  • URL: http://www.dokkyomed.ac.jp/dep-m/biomech/