Mitochondria-mediated blood flow mechanosensing in endothelial cells

内皮细胞线粒体介导的血流机械传感

• 批准号: 21H03791
• 负责人: 山本 希美子
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03791/
• 关键词: 血管内皮細胞; せん断応力; ミトコンドリア; ATP; メカノバイオロジー

本年度は研究計画に沿い、以下の項目について新たな結果を得た。1)細胞形質膜の物理的な性質を示す脂質分子の配向性(lipid order)を環境感受性の蛍光色素であるLaurdanと二光子レーザー顕微鏡を用いて観察した。独自に開発した層流と乱流を細胞に作用させることのできる流れ負荷装置を用いて、培養ヒト大動脈内皮細胞（HAEC）に層流を作用すると、形質膜のlipid orderは減少した一方で、乱流を作用すると、形質膜のlipid orderは増大した。形質膜に含まれるコレステロールの含量を変化させると、これらの変化が抑制されたことから、流れに伴う形質膜の物理的な性質の変化がコレステロール含量に依存する事が示唆された。2)ミトコンドリアの膜のlipid orderを計測することを目的に、蛍光色素(Mito Nile Red)をHAECに導入した。Mito Nile Redがミトコンドリアの特異的マーカーであるMitoTrackerと共局在することが共焦点レーザー顕微鏡観察から確認され、ミトコンドリアの膜にMito Nile Redをデリバリーできることが明らかになった。HAECに層流を作用すると、Mito Nile Redでラベルしたミトコンドリア膜のlipid orderは減少し、乱流を作用すると、ミトコンドリア膜のlipid orderは増大した。これらの結果は、形質膜に作用した力学的な刺激がミトコンドリアの膜にも影響することを意味する。3)形質膜にコレステロールを負荷すると、形質膜とミトコンドリア膜のlipid orderは共に増大し、形質膜のコレステロールを除去する作用のあるMβCDで処理すると、形質膜とミトコンドリア膜のlipid orderは共に減少した。以上の結果から、形質膜の物理的な性質の変化が、ミトコンドリア膜の物理的な性質に影響を及ぼしていると考えられる。

This year 's <s:1> research project に follows the に and the following <s:1> project に に て て て て new たな results を obtain た. 1) cells to form plasma membrane の physical nature of な を shown す の lipid molecules with tropism (lipid order) を environmental sensitivity の 蛍 photopigment で あ る Laurdan と two photon レ ー ザ ー 顕 micromirror を with い て 観 examine し た. に alone open 発 し た laminar と turbulence を cells に さ せ る こ と の で き る flow れ load device を with い て, cultivating ヒ ト artery endothelial cells (HAEC) に laminar を す る と, plasma membrane の lipid order は reduce し で た party, turbulence を す る と, plasma membrane の lipid order は raised large し た. Form plasma membrane contains に ま れ る コ レ ス テ ロ ー ル を の content variations change さ せ る と, こ れ ら の variations change が inhibit さ れ た こ と か ら, flow れ に with う form plasma membrane の physical nature of な の variations change が コ レ ス テ ロ ー ル content に dependent す が る things in business さ れ た. 2) ミ ト コ ン ド リ ア の の membrane lipid order を measuring す る こ と を purpose に, 蛍 photopigment (Mito Nile Red) を HAEC に import し た. Mito Nile Red が ミ ト コ ン ド リ ア の specific マ ー カ ー で あ る MitoTracker と total bureau in す る こ と が total focus レ ー ザ ー 顕 micromirror 観 examine か ら confirm さ れ, ミ ト コ ン ド リ ア の membrane に Mito Nile Red を デ リ バ リ ー で き る こ と が Ming ら か に な っ た. HAEC に laminar を role す る と, Mito Nile Red で ラ ベ ル し た ミ ト コ ン ド リ の ア membrane lipid order は reduce し, turbulence を す る と, ミ ト コ ン ド リ の ア membrane lipid order は raised large し た. こ れ ら の results は, plasma membrane に role し た mechanics な stimulus が ミ ト コ ン ド リ ア の membrane に も influence す る こ と を mean す る. 3) plasma membrane に コ レ ス テ ロ ー ル を load す る と, plasma membrane と ミ ト コ ン ド リ の ア membrane lipid order は に raised large し, character membranes の コ レ ス テ ロ ー ル を remove す る role の あ る M beta CD で 処 Richard す る と, plasma membrane と ミ ト コ ン ド リ ア membrane の lipid order は に reduce total し た. の above results か ら, plasma membrane の physical nature of な の - が, ミ ト コ ン ド リ ア な properties of membrane の physical に influence を and ぼ し て い る と exam え ら れ る.

项目成果

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

内皮线粒体对血流刺激反应的生理和病理作用

• 发表时间: 2022
• 作者: Parajuli Gyanu;Tekguc Murat;Wing James B.;Hashimoto Ari;Okuzaki Daisuke;Hirata Takeshi;Sasaki Atsushi;Itokazu Takahide;Handa Haruka;Sugino Hirokazu;Nishikawa Yoshihiro;Metwally Hozaifa;Kodama Yuzo;Tanaka Shinya;Sabe Hisataka;Yamashita Toshihide;Sakaguchi ;山本希美子
• 通讯作者: 山本希美子

Vascular Mechanobiology: Molecular mechanisms of blood flow sensing and cerebral aneurysm development

血管力学生物学：血流传感和脑动脉瘤发展的分子机制

• 发表时间: 2023
• 作者: Kawakami D;Tsuchiya M;Murata T;Iguchi A;Zaitsu K;相良かおる;Kimiko Yamamoto
• 通讯作者: Kimiko Yamamoto

内皮細胞のミトコンドリアを介した血流センシングの生理的・病態的役割

通过内皮细胞线粒体检测血流的生理和病理作用

• 发表时间: 2022
• 作者: Tsuya;Noriko O. and Satomi Kurosu;Hiromasa Takemura;山本希美子
• 通讯作者: 山本希美子

内皮細胞のミトコンドリアを介した血流応答と動脈硬化

内皮细胞线粒体介导的血流反应和动脉硬化

• 发表时间: 2022
• 作者: 山本希美子;安藤譲二
• 通讯作者: 安藤譲二

東京大学 大学院医学系研究科 システム生理学

东京大学医学研究科系统生理学