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2012 年度 実績報告書

血管内皮細胞における血流刺激のメカノトランスダクション機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22300150
研究機関東京大学

研究代表者

山本 希美子  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (00323618)

研究分担者 安藤 譲二  獨協医科大学, 医学部, その他 (20159528)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード流れ剪断応力 / 細胞膜 / 血管内皮細胞 / カベオラ / イオンチャネル / カルシウム・シグナリング / ATP / プリノセプター
研究概要

血管内面を一層に覆う内皮細胞は血圧の調節、血液の凝固・線溶、蛋白の選択的透過など、血管機能の制御に中心的な役割を果たしている。近年、血流に起因するshear stressなどの力学的刺激によっても調節を受けることが明らかになってきた。昨年度は我々が独自に開発した細胞外ATPを画像化するシステムを用いて、shear stressにより内因性のATPが細胞膜カベオラから放出され、細胞内にカルシウムシグナリングとして、shear stressの情報を伝達する仕組みを解明した。本年度は、shear stress応答の仕組みの解明をさらに進める為、shear stressに対する細胞膜カベオラの挙動と膜分子の力学応答について検討した。二光子レーザー顕微鏡と環境感受性蛍光色素Laurdanにより、細胞膜脂質の配向状態を画像化し、細胞膜カベオラをリアルタイムでイメージングすることに成功した。FRAP法を同時に併用した解析法により、shear stressを負荷すると、可逆的に細胞膜の相状態が大きく変化し、細胞膜の流動性が顕著に増加することが明らかとなった。さらに、この細胞膜の相状態の変化は人工脂質二分子膜リポソームでも同様に観察された。以上の結果はshear stressに伴う細胞膜脂質の配向状態の変化が細胞特有の代謝活動ではなく、物理現象に基づくことを初めて明らかにした。また、細胞膜流動性の変化がshear stressに伴う内因性ATPの放出反応に大きく影響することを示した。以上の結果はshear stressが誘発する細胞膜脂質の相転移が細胞の応答に寄与することを示唆しており、内皮細胞におけるshear stressの感知機構に、細胞膜脂質が重要な役割を果たすことを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Fluid shear stress induces differentiation of circulating phenotype endothelial progenitor cells.2012

    • 著者名/発表者名
      S. Obi, H. Masuda,T. Shizuno, A. Sato, K. Yamamoto, J. Ando, Y. Abe, T. Asahara.
    • 雑誌名

      Am. J. Physiol. Cell Physiol.

      巻: 303 ページ: C596-606

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00133.2012.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arterial shear stress augments the differentiation of endothelial progenitor cells adhered to VEGF-bound surfaces.2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, K. Yamamoto, J. Ando, K. Matsumoto, T. Matsuda.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 423 ページ: 91-97

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.05.088.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differentiation of circulating endothelial progenitor cells induced by shear stress.2012

    • 著者名/発表者名
      S. Obi, K. Yamamoto, J. Ando, H. Masuda, T. Asahara.
    • 雑誌名

      2012 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science

      巻: - ページ: 54-58

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time imaging of flow-induced ATP release and Ca2+ signaling in vascular endothelial cells.2012

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto and J. Ando.
    • 雑誌名

      Biorheology

      巻: 49 ページ: 115-116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arterial shear stress accelerates the differentiation of endothelial progenitor cells adhered on VEGF-bound surface.2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, K. Yamamoto, J. Ando, K. Matsumoto, and T. Matsuda.
    • 雑誌名

      J. Tissue Eng. Regen. Med.

      巻: 6 ページ: 241-241

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 血管のメカノバイオロジー:血管内皮細胞の血流センシングと循環調節2012

    • 著者名/発表者名
      安藤 譲二、山本 希美子
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 31(6) ページ: 1017-1023

  • [学会発表] Vascular endothelial cells respond to shear stress by rapidly decreasing the order of their lipid phases2013

    • 著者名/発表者名
      Kimiko Yamamoto and Joji Ando
    • 学会等名
      35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society in conjunction with 52nd Annual Conference of JSMBE
    • 発表場所
      Osaka(Osaka International Convention Center)
    • 年月日
      20130703-20130707
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic cellular mechanotransduction and nano-biomechanics2013

    • 著者名/発表者名
      Kimiko Yamamoto and Joji Ando
    • 学会等名
      th Aso International Meeting (AIM)
    • 発表場所
      Kumamoto(Hotel Greenpia Mimamiaso)
    • 年月日
      20130517-20130517
    • 招待講演
  • [学会発表] 血管内皮P2X4受容体を介した循環機能調整・Endothelial P2X4 receptor-mediated regulation of vascular functions2013

    • 著者名/発表者名
      山本希美子、安藤譲二
    • 学会等名
      第86回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      福岡(福岡国際会議場)
    • 年月日
      20130321-20130321
    • 招待講演
  • [学会発表] Differentiation of circulating endothelial progenitor cells induced by shear stress2012

    • 著者名/発表者名
      Syotaro Obi, Kimiko Yamamoto, Joji Ando, Haruchika Masuda, and Takayuki Asahara,
    • 学会等名
      MHS2012
    • 発表場所
      名古屋(名古屋大学)
    • 年月日
      20121106-20121106
  • [学会発表] Chemiluminescence imaging of flow-induced ATP release at caveolae in vascular endothelial cells2012

    • 著者名/発表者名
      Kimiko Yamamoto and Joji Ando
    • 学会等名
      第50回生物物理学会年会
    • 発表場所
      名古屋(名古屋大学)
    • 年月日
      20120923-20120923
    • 招待講演
  • [学会発表] Vascular cells responses to biomechanical forces2012

    • 著者名/発表者名
      Kimiko Yamamoto and Joji Ando
    • 学会等名
      9th International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台(Hotel Metropolitan Sendai)
    • 年月日
      20120919-20120919
    • 招待講演
  • [学会発表] Shear-stress-mediated control of vascular functions through endothelial ATP release and P2X4 ion channels2012

    • 著者名/発表者名
      Kimiko Yamamoto and Joji Ando
    • 学会等名
      14th International Congress of Biorheology and 7th International Conference on clinical Hemorheology
    • 発表場所
      Istanbul
    • 年月日
      20120704-20120704
    • 招待講演
  • [学会発表] in situ血管内皮前駆細胞捕捉・分化誘導バイオインターフェイスの開発:接着細胞へのシェアストレスの影響2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木芳典、山本希美子、安藤譲二、松本邦夫、松田武久
    • 学会等名
      第11回日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20120612-20120614
  • [学会発表] ATP-gated P2X4 ion channel serve as transducers for shear stress mechanotransduction in vascular endothelial cells2012

    • 著者名/発表者名
      Kimiko Yamamoto and Joji Ando
    • 学会等名
      Purine 2012 in Fukuoka: International Symposium on Purinergic Signaling in New Strategy of Drag Discovery
    • 発表場所
      福岡 (Centennial Hall Kyushu University School of Medicine)
    • 年月日
      20120601-20120601
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualization of flow-induced ATP release and triggering of Ca2+ waves at caveolae in vascular endothelial cells2012

    • 著者名/発表者名
      Kimiko Yamamoto and Joji Ando
    • 学会等名
      World Congress 2012, Medical Physics and Biomedical Engineering
    • 発表場所
      Beijing
    • 年月日
      20120528-20120528
  • [学会発表] 血管のメカノバイオロジー:血流刺激に対する内皮細胞応答2012

    • 著者名/発表者名
      山本希美子、安藤譲二
    • 学会等名
      第51回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20120510-20120510
    • 招待講演
  • [図書] Endothelial mechanotransduction and its role in the control of vascular functions2012

    • 著者名/発表者名
      Kimiko Yamamoto and Joji Ando
    • 総ページ数
      175-179
    • 出版者
      Shanghai Science and Technological Literature Publishing House

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公開日: 2014-07-24  

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