筋収縮を模した力学的伸縮刺激が内皮細胞の血管新生活性に及ぼす影響

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身体運動に伴う骨格筋の毛細血管増加のメカニズムを明らかにするために、筋収縮様力学刺激が内皮細胞の管腔形成にどのような影響を及ぼすかを明らかにすることを本研究の目的とした。ヒト大動脈由来内皮細胞をコラーゲンコートしたシリコン膜上に培養し付着させ、内皮細胞をそのシリコン膜とともに伸縮させながら培養した(フレクサ-セル、岩城硝子)。シリコン膜を13kPaの陰圧で約20%伸展させる刺激を毎日2時間ずつ、30回/分(3600回/日)の頻度で加えた。この伸縮刺激を加えながら培養した場合と通常の環境で培養した場合とで、細胞の遊走能、細胞骨格形態、プロテアーゼ活性を比較した。伸展刺激は遊走能を高め細胞内アクチンフィラメントの形態を変化させたが、プロテアーゼ活性には有意な影響を及ぼさなかった。このことから、伸展刺激により内皮細胞の血管基底膜分解能は影響を受けないが、内皮細胞骨格を変化させ遊走能を高めることが示された。従来、内皮細胞血管形成活性は線維芽細胞増殖因子(FGF)などによる化学的刺激によって促進・誘発されると考えられてきたが、本実験の結果は筋収縮のような力学的伸縮刺激も血管形成活性を部分的に促進することを示唆している。また、内皮細胞に力学的刺激を感受する仕組みが存在することが推測される。本法を応用して、力学的刺激の細胞内伝達や管腔形成と遺伝情報の関連を調べることによって、身体運動に伴う骨格筋の毛細血管増加のメカニズムを明らかにすることができると考えられる。