Elucidation of pathological molecular mechanisms involved in pregnancy hypertension using human placental organoid chips

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2022年度は、（１）ヒト妊娠高血圧症のin vitroモデルの確立と（２）血管障害に繋がる血管恒常性制御の分子メカニズムの時空間変容の解明に取り組んだ。（１）について、まず、前年度に開発したヒトの胎盤構造を再現した流路をコインサイズのチップ内に再現したマイクロ流体デバイスを用いて、ヒト妊娠性絨毛癌細胞株（JEG3）、臍帯静脈内皮細胞（HUVECs）を3次元的に配置することで胎盤構造の再現を試みた。これまでのコラーゲン基質をマトリゲル基質に変更し、デバイス内の細胞動態を観察した。これまで同様に細胞の配置後５日程度でJEG3の融合が観察され、栄養膜モデルの形成が促された可能性が示唆された。また配置後2日から3日程度で、HUVECsによる管腔構造（血管網）形成が確認できた。今後、タンパク質レベルで胎盤構造・機能の再現の可否について検証する。妊娠高血圧症の病態を再現するために、細胞を配置したデバイスを独自の流れ負荷培養系に接続した。リザーブボトルに高低差をつけることで、デバイス内に正圧を負荷することが可能であることを確認した。今後、細胞動態を詳細に解析し、妊娠高血圧症モデルとして妥当な応答を示すか検証を重ねる。（２）については、これまで不明瞭であった持続的な高血圧刺激に対する血管障害のメカニズムについて、血圧刺激誘導性のアポトーシスの発現とそれに関連するシグナル伝達経路の一部を特定することができた。高血圧刺激の負荷時間が１２時間を超えたあたりから、細胞質に局在したままのERK活性が認められ、それによってアポトーシス誘導に関わるCaspase-3の活性化が引き起こされることを前年度に確認したが、これらのタンパク質活性変化にBcl-2、Badなどが制御因子として関わっている可能性が確認できた。今後、持続的な高血圧刺激による血管障害に繋がるシグナル分子機構の時空間変容メカニズムの全容を明らかにする予定である。