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2011 年度 実績報告書

泌尿生殖器における代謝センサーとしての間質細胞の生理病態機能に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22390304
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

橋谷 光  名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (10315905)

研究分担者 窪田 泰江  名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 講師 (00381830)
郡 健二郎  名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (30122047)
三井 烈  名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 助教 (90434092)
キーワード間質細胞 / 過活動膀胱 / 細胞内カルシウム / 平滑筋 / ペリサイト / 微小循環 / ミトコンドリア
研究概要

ラット膀胱粘膜下細静脈においては平滑筋細胞が主要な構成細胞であるが傍血管細胞(ペリサイト)も分布しており、いずれもが自発細胞内Ca^<2+>濃度上昇を示した。しかしマウス粘膜下細静脈は最近位部を除き平滑筋細胞を欠き、しかしながらペリサイトネットワークは自発細胞内Ca^<2+>濃度上昇と対応する自発収縮を示した。ペリサイトがアルファ平滑筋アクチン(α-SMA)を発現していることから、ペリサイトから平滑筋への分化の可能性が示唆された。マウス細静脈ペリサイトの自発細胞内Ca^<2+>濃度上昇はミトコンドリアATP産生に依存する小胞体Ca^<2+>ポンプ、IP3受容体を介するCa^<2+>遊離および小胞体Ca^<2+>容量依存性Ca^<2+>流入のサイクルにより発生していた。この機構はウサギ尿道の間質細胞の自発細胞内Ca^<2+>濃度上昇が容量依存性Ca^<2+>流入ではなくNa^+/Ca^<2+>交換機構に依存し、またリアノジン受容体Ca^<2+>遊離を介するのとは異なっていた。
モルモット前立腺から単離した間質細胞はミトコンドリアおよび小胞体によるCa^<2+>サイクルにより自発細胞内Ca^<2+>濃度上昇を発生していたが、電位依存性L型Ca^<2+>チャネルを介するCa^<2+>流入にも依存しており、膜電流測定により電位依存性Ca^<2+>電流が計測された。このことは組織標本で記録されるスローウェーブの頻度が脱分極刺激により増加し、過分極により抑制ないし消失する現象に一致していた。
マウス腎盂の自動性(蠕動)に関与するは3種類の細胞の識別を行った。電位依存性L型K^+チャネルK_V4.3およびα-SMA発現細胞は定型的平滑筋細胞、ANO1/TMEM16A(Ca^<2+>活性化Cl^-チャネル)および電位依存性L型K^+チャネルK_V7発現細胞がα-SMA陰性間質細胞、そして自発内向き電流を発生するα-SMA陽性の非定型平滑筋細胞を機能(膜電流)特性および免疫染色により識別することが可能であった。Crim1欠損マウスは腎盂尿管蠕動の異常と水腎症を呈するが、摘出腎盂標本の機能特性には明らかな変化を認めなかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

膀胱粘膜下細静脈の自動性に関わる平滑筋および傍血管細胞、前立腺の自動性に関わるm間質細胞そして腎盂の自動性に関わる定型および非定型平滑筋細胞、間質細胞の機能特性および識別マーカの検索を行うことが出来た。しかし2型糖尿病マウスおよびラットを用いた検討では、傍血管細胞の増殖を示唆する所見が得られたが粘膜下細静脈に明らかな機能的変化を認めなかったため、さらに週齢を変えて検討を継続する必要がある。

今後の研究の推進方策

高血脂症と心筋梗塞を示すウサギでは過活動膀胱の症状を呈することが報告されているが,本年度より無償提供が開始されたので膀胱の特に尿路上皮下組織リモデリングに焦点を当てて検討を行う予定である。組織ごとに異なる特性を有しながら、多くの本質的な共通点を持つ間質細胞の相互表現型移行、さらには平滑筋細胞や線維芽細胞への分化を考慮して、その契機としての虚血、組織代謝障害について検討を行いたい。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Association between congenital defects in papillary outgrowth and functional obstruction in Crim1 mutant mice2012

    • 著者名/発表者名
      Wilkinson L, Kurniwan ND, Phua YL, Nguyen M, Li J, Galloway GJ, Hashitani H, Lang RJ, Little MH
    • 雑誌名

      Journal of Pathology

      巻: (In press)

    • DOI

      10.1002/path.4036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potassium and ANO1/TMEM16A chloride channel profiles distinguish atypical and typical smooth muscle cells from interstitial cells in the mouse renal pelvis2012

    • 著者名/発表者名
      Iqbal J, Tonta MA, Mitsui R, Li Q, Kett M, Li J, Parkington HC, Hashitani H, Lang RJ
    • 雑誌名

      British Journal of Pharmacology

      巻: 165 ページ: 2389-2408

    • DOI

      10.1111/j.1476-5381.2011.01730.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous Ca2+ signaling of interstitial cells in the guinea pig prostate2011

    • 著者名/発表者名
      Lam M, Shigemasa Y, Exintaris B, Lang RJ, Hashitani H
    • 雑誌名

      Journal of Urology

      巻: 186 ページ: 2478-2486

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional properties of suburothelial microvessels in the rat bladder2011

    • 著者名/発表者名
      Hashitani H, Takano H, Fujita K, Mitsui R, Suzuki H
    • 雑誌名

      Journal of Urology

      巻: 185 ページ: 2382-2391

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Factors which determine the duration of follower potentials in longitudinal smooth muscle isolated from the guinea-pig stomach antrum2011

    • 著者名/発表者名
      Shigemasa Y, Kito Y, Hashitani H, Suzuki H
    • 雑誌名

      Journal of Smooth Muscle Research

      巻: 47 ページ: 89-110

    • 査読あり
  • [学会発表] Function of pericytes in regulating suburothelial microcirculation of the bladder2012

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Hashitani
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      信州大学松本キャンパス,長野県松本文化館(長野県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] Neural regulation of spontaneous constrictions in suburothelial vermles of the rat urinary bladder2012

    • 著者名/発表者名
      清水優希、高野博充、三井烈、橋谷光
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      信州大学松本キャンパス,長野県松本文化館(長野県)
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] Voltage dependency of slow waves in smooth muscle cells of the guinea pig prostate2012

    • 著者名/発表者名
      重政勇介、橋谷光
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      信州大学松本キャンパス,長野県松本文化館(長野県)
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] Interstitial cells (pericytes) in the urothelium of the bladder that control the microvascularture2011

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Hashitani
    • 学会等名
      The joint ASCEPT (Australasian Society of Clinical and Experimental Pharmacologists and Toxicologists)-AuPS (Australian Physiological Society)-HBPRCA scientific meeting
    • 発表場所
      Perth Convention Exhibition Centre、パース(オーストラリア)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-07
  • [学会発表] Heterogeneity and function of interstitial cells in the lower urinary tract2011

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Hashitani
    • 学会等名
      3rd National Symposium on Advances in Urogenital and Gut research
    • 発表場所
      The Esplanade Hotel、フリーマントル(オーストラリア)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-03
  • [学会発表] 膀胱粘膜下細静脈の自動性に関わる細胞2011

    • 著者名/発表者名
      橋谷光、三井烈、高野博充、清水優希
    • 学会等名
      第4回排尿障害モデル動物研究会
    • 発表場所
      グランディエールプーケトーカイ(静岡県)
    • 年月日
      2011-11-25
  • [学会発表] マウス膀胱粘膜下に存在する傍血管間質細胞の機能形態学的解析2011

    • 著者名/発表者名
      三井烈, 橋谷光
    • 学会等名
      第58回中部日本生理学会
    • 発表場所
      福井県民ホール(福井県)
    • 年月日
      2011-11-01
  • [学会発表] 過活動膀胱の発症起点~粘膜下微小循環と間質細胞~2011

    • 著者名/発表者名
      橋谷光
    • 学会等名
      わかしゃちリサーチセミナー
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテルグランコート名古屋(愛知県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-28
  • [学会発表] ラット膀胱粘膜下細静脈の自動運動に対する液性制御機構2011

    • 著者名/発表者名
      清水優希、橋谷光、高野博充、三井烈
    • 学会等名
      第18回日本排尿機能学会
    • 発表場所
      ホテルフジタ福井/福井フェニックスプラザ(福井県)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] モルモット前立腺平滑筋におけるスローウェーブ発生に関与する因子について2011

    • 著者名/発表者名
      重政勇介、橋谷光
    • 学会等名
      第18回日本排尿機能学会
    • 発表場所
      ホテルフジタ福井/福井フェニックスプラザ(福井県)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] モルモット前立腺間質細胞の自発カルシウム濃度変化の性質2011

    • 著者名/発表者名
      橋谷光、ミッシェルラム、リチャードラング
    • 学会等名
      第18回日本排尿機能学会
    • 発表場所
      ホテルフジタ福井/福井フェニックスプラザ(福井県)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] Heterogeneity of interstitial cells in the urogenital tract : Putative aetiology of LUTS2011

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Hashitani
    • 学会等名
      Monash University Special Seminar
    • 発表場所
      Monash University Clayton Campus、メルボルン(オーストラリア)(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-10

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公開日: 2013-06-26  

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