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血中に存在する栄養素が、血管内皮細胞を介してどのように組織に供給されるのか、またその結果として近接細胞の代謝活動がどのような変動するのかは、全く未知であり非常に大事な問題である。これを前提に以下の問いに答える研究を、本申請書にて提案することで、真の生体内細胞代謝活動をモニターし、生体細胞栄養生理学の確立を目指している。
これを実現するため、前年度までに確立した最新のタンパク質ベースのカルシウムセンサーである jGCaMP7s トランスジェニックマウスと、血管内皮細胞のみで組換えが生じるCRE発現マウスを組み合わせて、血管内皮細胞特異的発現を実現している。またそのマウスを利用して、局所の組織活動がベースの条件であっても、盛んに血流調整や血管内皮細胞のカルシウムスパイクが生じており、さらにはその活動は毛細血管分枝ごとに細かな調整がおこなわれていることを前年度までに明らかにしてきた。その詳細を探るために組織内に炎症物質（histamine）、血管成長因子(VEGF)、運動代謝物質(乳酸など)を、微小ガラス電極を用いて微少注入することで、生体内局所環境を人為的に変動させ、その際生じる生体応答を先述のカルシウムセンサー発現血管内皮細胞を非線形生体光学顕微鏡にて捕らえることに成功した。
その結果、局所環境で発生したシグナルは、血管内皮細胞のギャップ結合を介して情報伝達をおこなっていることを計測でき、またそれはシグナルの種類によって伝達の範囲が異なる様子を捕らえることに成功つつある。さらに現在血管近傍にある組織内の細胞にもカルシウムセンサーを発現するマウスを作成し、血管での情報伝達と、近傍の細胞活動との連動を切り分けながら計測できる研究も継続しておこなっている。
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