平滑筋細胞における流体力学的作用と血管作動物質の生成の機序

平滑肌细胞的流体动力学作用和血管活性物质产生的机制

• 批准号: 12750134
• 负责人: 多田 茂
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750134/
• 关键词: 生体流体力学; 血管平滑筋細胞; せん断応力; 生理活性物質; 細胞内シグナル伝達; カルシウムイオン; 低比重リポ蛋白; 血管平滑筋; シグナル伝達; 数値解析; 動脈硬化; 血管作動物質; 内弾性版

本研究では動脈硬化発生・進展のメカニズムの解明、ならびに予防・治療法の確立を究極の目標に置き、主に生体流体力学の視点から、血管中膜に存在する平滑筋細胞が受ける流体力学的せん断応力が細胞の生理活性機能に与える影響を明らかにすることを目的として(1)せん断応力の影響を考慮した平滑筋細胞における物質反応・輸送機構の数値シミュレーションモデルの構築(2)流体力学的せん断応力に対するカルシウムイオンチャネルの刺激応答の詳細を明らかにする実験を行っている。(1)に関しては十分にコンセンサスの得られた反応・輸送機構のモデルが得られていないため、手探りの状態で特定の生理活性物質(低脂肪リポ蛋白:LDL)に対する現象論的モデルを構築しシミュレーションを行った。その結果、特に流れの影響を強く受けやすい血管の内弾性板近傍に位置する平滑筋細胞では、LDL吸収速度が大きく増加することが判明した。逆にATPなどの低分子量の物質ではほとんど流れによる影響を受けないことも分かった。(2)の実験ではカルシウムイオン濃度の測定にセレンテラジンという発光蛋白質を蛍光標識に使ったフォトン・カウンティング法を用いて、せん断応力刺激が「ON」と「OFF」それぞれの状態での平滑筋細胞の生理的応答・機能の違いについて調べている。この研究は現在も遂行中であり、現時点では、細胞表面の局所的なせん断応力分布が細胞機能に大きな影響を及ぼす可能性があることが分かってきている。その事を明確にするためには、今後、カルシウム濃度変化を画像として捕えるカルシウムイメージング法について別途検討する必要性が浮き彫りになってきている。

発 born, this study で は arteriosclerosis progress の メ カ ニ ズ ム の uttered, な ら び に to prevention, treatment の establish を ultimate の target に buy き, Lord に raw body fluid mechanics の viewpoints か ら exist, blood vessels in the membrane に す る が smooth muscle cells by け る fluid mechanics せ ん break 応 force が cells に の physiological active function and え る influence を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て (1) せ ん broken 応 influence の を consider し た smooth muscle cells に お け る material の 応 · transport authorities the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン モ デ ル の construct (2) fluid mechanics せ ん break 応 force に す seaborne る カ ル シ ウ ム イ オ ン チ ャ ネ ル の stimulus 応 answer の detailed を Ming ら か に す る be 験 を line っ て い る. (1) に masato し て は very に コ ン セ ン サ ス の have ら れ た の 応 · transport authorities モ デ ル が have ら れ て い な い た め, hand out り の state で の specific physiological active substances (low fat リ ポ protein: LDL) に す seaborne る phenomenalism of モ デ ル を build し シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. そ の results, に flow れ の を strong く by け や す い vascular の nearly alongside に position of inner 弾 sex す る smooth muscle cells で は, LDL 収 absorption speed が き く raised plus す る こ と が.at し た. Inverse に ATP な ど の low molecular weight の material で は ほ と ん ど flow れ に よ る を by け な い こ と も points か っ た. (2) の be 験 で は カ ル シ ウ ム イ オ ン concentration determination の に セ レ ン テ ラ ジ ン と い う 発 light protein を 蛍 light logo に makes っ た フ ォ ト ン · カ ウ ン テ ィ ン を グ method with い て, せ ん broken 応 force stimulates が "ON" と "OFF" そ れ ぞ れ の state で の の physiological 応 smooth muscle cells, a function, の violations い に つ い て adjustable べ て い る. こ の research は も now carries out で あ り, current で は, cell surface の bureau な せ ん が cells break 応 force distribution function に big き な influence を and ぼ す possibility が あ る こ と が points か っ て き て い る. を そ の things clear に す る た め に は, in the future, カ ル シ ウ ム concentration variations change を portrait と し て catching え る カ ル シ ウ ム イ メ ー ジ ン グ method に つ い て don't way beg す 検 る necessity が floating き carved り に な っ て き て い る.

项目成果

SHIGERUTADA, JOHN MTARBELL: "Flow Through Internal Elastic Lamina Affects Shear Stress on Smooth Muscle Cells (3D Simulation)"The American Journal of Physiology. 282. H576-H584 (2002)

SHIGERUTADA、JOHN MTARBELL：“流经内部弹性层会影响平滑肌细胞的剪切应力（3D 模拟）”美国生理学杂志。