血管細胞における力学応答の分子バイオメカニクス

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21220011
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 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, 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): 2009-05-11 – 2014-03-31
• キーワード: 血管内皮細胞 / Shear stress / 血行力学因子 / メカノセンサー / カルシウム・シグナリング / 細胞膜 / アデノシン３リン酸 / 細胞分化

研究概要

血管内皮細胞が血流に起因するshear stressを感知し、情報伝達する分子機構を解析した。内皮細胞にshear stressが作用すると即座に細胞膜カベオラの脂質の相状態が秩序液体相から無秩序液体相に変化し、膜流動性が上昇することを見出した。独自に開発した新規イメージング法によりshear stressによる膜の物理的性質の変化はATPの放出に繋がり、それがP2X4チャネルを活性化し、Ca2+の細胞内への流入と、それに続く細胞全体に伝搬するCa2+波を惹起することが示された。細胞膜自体がshear stressのセンサーとして働き、Ca2+を介した情報伝達が行われることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Flow detection and calcium signaling in vascular endothelial cells (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Ando and K. Yamamoto
  • 雑誌名: Cardiovasc. Res 巻: 99 ページ: 260-268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endothelial cell and model membranes respond to shear stress by rapidly decreasing the order of their lipid phases (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto and J. Ando
  • 雑誌名: J. Cell Sci 巻: 126 ページ: 1227-1234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of flow-induced ATP release and triggering of Ca^<2+> waves at caveolae in vascular endothelial cells (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, K. Furuya, M. Nakamura, E. Kobatake, M. Sokabe, and J. Ando
  • 雑誌名: J. Cell Sci 巻: 124 ページ: 3477-3483
  • 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 (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Masumura, K. Yamamoto, N. Shimizu, S. Obi, and J. Ando
  • 雑誌名: Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol 巻: 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, and J. Ando
  • 雑誌名: J. Appl. Physiol 巻: 106 ページ: 203-211
  • 査読あり
• [学会発表] Endothelial cells respond to shear stress by decreasing the lipid order of their plasma membranes (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto
  • 学会等名: 15^<th> International Conference on Biomedical Engineering
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2013-12-06
• [学会発表] Visualization of flow-induced ATP release and Ca^<2+> waves in vascular endothelial cells (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Ando
  • 学会等名: ISACB 13^<th> Biennial Meeting
  • 発表場所: London
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] Shear-stress-mediated control of vascular functions through endothelial ATP release and P2X4 ion channels (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Ando
  • 学会等名: 9^<th> International Congress on Coronary Artery Disease
  • 発表場所: Venice, Italy
  • 年月日: 2011-10-24
• [学会発表] Biomedical force-induced differentiation of ES cells into vascular cells. Symposium on Mechano-transduction and vascular biology (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Ando
  • 学会等名: XX World Congress of International Society for Heart Research
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2010-05-16
• [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: 36^<th> International Congress of Physiological Sciences (IUPS2009)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2009-07-31
• [備考]
  • URL: http://www.dokkyomed.ac.jp/dep-m/biomech/