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2022 年度 実績報告書

血管壁の恒常性維持と病態形成におけるメカノトランスダクション機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02677
配分区分補助金
研究機関国立研究開発法人国立循環器病研究センター

研究代表者

山城 義人  国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 室長 (70751923)

研究分担者 山本 希美子  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (00323618)
長山 和亮  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (10359763)
久保田 義顕  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (50348687)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワードメカノトランスダクション / 内皮間葉転換 / 血管リモデリング / 細胞外マトリクス / 低酸素応答
研究実績の概要

血管壁は様々なメカニカルストレス(血圧や血流による血行力学応力)に晒されながら、血管壁の恒常性を維持しており、その制御機構の破綻が血管病態発症の根本原因ではないかと注目されている。細胞が外力を感知し、応答する仕組み(メカニカルストレス応答)とそのシグナル伝達(メカノトランスダクション)は、細胞接着斑を介して細胞内に伝達されるが、その制御メカニズムの詳細は未だ不明である。本研究は、血管病態発生に起因する根本原理を、メカニカルストレス応答制御の視点から明らかにし、血管壁の恒常性維持と病態形成のメカニズムを理解することを目指す。
本年度は、研究計画(2)に該当する、血管狭窄の分子メカニズムについて重点的に解析を行い、論文成果を公表した(Yamashiro et al. Cardiovasc. Res., 2022)。具体的な内容として、レポーターマウスを用いた内皮細胞の系譜解析において、頸動脈狭窄時の新生内膜が内皮細胞の間葉転換(EndMT)に起因することを明らかにした。また、一般的に白血球マーカーとして知られるCD45が一過性に内皮細胞に発現する事を見出した。このCD45陽性のEndMTは、細胞間接着を維持したまま進行する、部分的な内皮間葉転換(Partial EndMT)であることを明らかにした。さらに、CD45陽性のEndMTは、低酸素によって誘導されることも明らかにしており、内皮細胞特異的にHif1aを欠損させると、新生内膜形成を抑制できる事を明らかにしている。加えて、細胞外マトリクスfibulin-4の内皮細胞の特異的な欠損が内皮間葉転換を促進すること、大動脈弁の肥厚を伴って大動脈瘤の悪化を促進することを報告した(Nguyen et al. JAHA., 2023)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

内皮細胞の系譜解析により、頸動脈狭窄後の新生内膜が内皮細胞に由来することを明らかにした。CD45誘導の条件(低酸素)や、関連分子を同定し、成果を公表している(Yamashiro et al. Cardiovasc. Res., 2022)。加えて、細胞外マトリクスfibulin-4の内皮細胞の特異的な欠損が内皮間葉転換を促進すること、大動脈弁の肥厚を伴って大動脈瘤の悪化を促進することを報告した(Nguyen et al. JAHA., 2023)。

今後の研究の推進方策

2022年度の途中で、所属期間の異動を伴ったため、研究環境の整備体制はやや遅れているが、研究計画は順調に進んでおり、論文投稿や派生した複数のプロジェクトを進行している。低酸素によって誘導される転写因子やnon-cording RNAなどの網羅的な探索と共に、部分的な内皮間葉転換(Partial EndMT)の分子メカニズム解明を試みる。また、研究計画(1)の血管圧負荷における、Thbs1-YAPの標的分子同定にも注力し、論文投稿の準備を進める。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 9件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] サンパウロ大学(ブラジル)

    • 国名
      ブラジル
    • 外国機関名
      サンパウロ大学
  • [国際共同研究] チョーライ病院(ベトナム)

    • 国名
      ベトナム
    • 外国機関名
      チョーライ病院
  • [国際共同研究] イェール大学/サウスウェスタン医学センター/ハーバード大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      イェール大学/サウスウェスタン医学センター/ハーバード大学
  • [雑誌論文] Partial endothelial-to-mesenchymal transition mediated by HIF-induced CD45 in neointima formation upon carotid artery ligation2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashiro Yoshito、Ramirez Karina、Nagayama Kazuaki、Hattori Naoko、Liu Yu-Yu、Matsunaga Shinji、Tomita Shuhei、Kubota Yoshiaki、Yanagisawa Hiromi
    • 雑誌名

      Cardiovascular Research

      巻: 119 ページ: 1606~1618

    • DOI

      10.1093/cvr/cvac190

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protective Role of Endothelial Fibulin‐4 in Valvulo‐Arterial Integrity2023

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Tram Anh Vu、Lino Caroline Antunes、Hang Huynh Thuy、Alves Juliano Vilela、Thang Bui Quoc、Shin Seung Jae、Sugiyama Kaori、Matsunaga Hiroko、Takeyama Haruko、Yamashiro Yoshito、Yanagisawa Hiromi
    • 雑誌名

      Journal of the American Heart Association

      巻: 12 ページ: -

    • DOI

      10.1161/JAHA.122.026942

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Superficial groove structure in the size of focal adhesion can clarify cell-type-specific differences in force-dependent substrate mechanosensing2023

    • 著者名/発表者名
      NAGAYAMA Kazuaki、HANZAWA Tatsuya、SATO Akiko
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1299/jbse.22-00474

    • 査読あり
  • [雑誌論文] C9orf72-Derived Proline:Arginine Poly-Dipeptides Modulate Cytoskeleton and Mechanical Stress Response2022

    • 著者名/発表者名
      Shiota Tomo、Nagata Riko、Kikuchi Sotaro、Nanaura Hitoki、Matsubayashi Masaya、Nakanishi Mari、Kobashigawa Shinko、Isozumi Noriyoshi、Kiriyama Takao、Nagayama Kazuaki、Sugie Kazuma、Yamashiro Yoshito、Mori Eiichiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.750829

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Partial EndMT mediated by HIF-induced CD45 in neointima formation upon carotid artery ligation2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Yamashiro
    • 学会等名
      GRC2023 Vascular Biology
    • 国際学会
  • [学会発表] Partial EndMT underlies neointima formation2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Yamashiro
    • 学会等名
      NAVBO Online Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 血管壁の恒常性維持機構と細胞外マトリクスの役割2023

    • 著者名/発表者名
      山城義人
    • 学会等名
      日本平滑筋学会・若手の会
    • 招待講演
  • [学会発表] Partial EndMT mediated by HIF-induced CD45 in neointima formation upon carotid artery ligation2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Yamashiro
    • 学会等名
      第87回日本循環器学会
  • [学会発表] 微細溝基板を用いた動脈内力学環境の再現と細胞収縮機能の向上2023

    • 著者名/発表者名
      長山和亮,綿谷直樹
    • 学会等名
      精密工学会春季大会
  • [学会発表] 部分的内皮間葉転換の役割と意義2022

    • 著者名/発表者名
      山城義人
    • 学会等名
      第7回血管生物医学会
  • [学会発表] Vessel wall remodeling and partial EndMT underlies neointima formation2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Yamashiro
    • 学会等名
      Cardiovascular Metobolic week 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Partial EndMT mediated by HIF-induced CD45 in neointima formation upon carotid artery ligation2022

    • 著者名/発表者名
      山城義人
    • 学会等名
      第30回日本血管生物医学会
  • [学会発表] Partial EndMT mediated by HIF-induced CD45 in neointima formation upon carotid artery ligation2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshito Yamashiro
    • 学会等名
      International Vascular Biology Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of Partial EndMT in carotid artery ligation2022

    • 著者名/発表者名
      山城義人
    • 学会等名
      第44回日本血栓止血学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞外マトリクス(ECM)を介したメカノトランスダクション制御2022

    • 著者名/発表者名
      山城義人
    • 学会等名
      第1回和歌山MatriCell研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] What have we learned from basic research for aortic aneurysm so far? -大動脈瘤の基礎研究から見えてきたトランスレーショナル研究への道しるべ-2022

    • 著者名/発表者名
      山城義人
    • 学会等名
      第26回日本心血管内分泌代謝学会・中尾一和賞
    • 招待講演
  • [学会発表] Blood and lymphatic endothelial cell plasticity2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Kubota
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (Lymphatic Vessels as Multifaceted Regulators of Health and Disease)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 血流刺激に対する内皮ミトコンドリア応答の生理的・病因的役割2022

    • 著者名/発表者名
      山本希美子
    • 学会等名
      第54回日本動脈硬化学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 微細溝凹部での細胞の力学的拘束が血管平滑筋細胞の核形態と分化に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      綿谷直樹,長山和亮
    • 学会等名
      日本機械学会2022年度年次大会
  • [学会発表] The Roles of Nuclear-cytoskeletal Interactions in Vascular Smooth Muscle Cell Differentiation2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Nagayama
    • 学会等名
      9th World Congress of Biomechanics (WCB2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞の力学応答・修復におけるアクチン細胞骨格の役割2022

    • 著者名/発表者名
      長山和亮
    • 学会等名
      日本機械学会 第34回バイオエンジニアリング講演会
  • [図書] 血管・リンパ管の機能制御と疾患メカニズム「メカノバイオロジーと研究」2022

    • 著者名/発表者名
      山城義人、柳沢裕美
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      化学同人
  • [備考] 個人の研究紹介サイト

    • URL

      https://www.chura-rhythm.com/

  • [備考] ResearchMap

    • URL

      https://researchmap.jp/YoshitoYamashiro

  • [備考] 国立循環器病研究センター プレリリース

    • URL

      https://www.ncvc.go.jp/pr/release/pr_36102/

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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