Mechano-sensing Mechanism and Mechano-Responsive Genes in Vascular Endothelial Cells

血管内皮细胞的机械感应机制和机械响应基因

基本信息

  • 批准号:
    15200034
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 32.2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

To elucidate the role of shear stress, a mechanical force generated by flowing blood, in the regulation of circulatory functions, we investigated the mechanism by which vascular endothelial cells sense shear stress and performed a global analysis of shear stress-responsive genes. The present study showed that endothelial cells transduce shear stress intensity into extracellular Ca^<2+> influx via an ATP-operated cation channel P2X4. We produced P2X4-deficient mice and observed that endothelial cells of P2X4-deficient mice did not show shear stress-induced Ca^<2+> influx and subsequent production of nitric oxide. Compared with wild-type mice, P2X4-deficient mice showed impaired vasodilatory responses to an increase in blood flow, and higher values of blood pressure. P2X4-deficient mice also showed impaired blood flow-dependent vascular remodeling. These findings indicate that the P2X4-mediated shear stress-sensing mechanism plays a critical role in blood flow-dependent control of circulatory functions. DNA micro-array analysis revealed that approximately 3% of the total endothelial genes alter their expression in response to an arterial level of shear stress (15 dynes/cm^2), indicating that about 600 genes are shear stress-responsive. Cluster analysis showed multiple temporal profiles of gene responses to shear stress. We also demonstrated that endothelial gene expression is differentially regulated by laminar and turbulent shear stress. Laminar shear stress decreased the gene expression of urokinase-type plasminogen activator (uPA) via down-regulating gene transcription and accelerating mRNA degradation, while turbulent shear stress increased uPA gene expression through mRNA stabilization.
为了阐明切应力(一种由血液流动产生的机械力)在循环功能调节中的作用,我们研究了血管内皮细胞感受切应力的机制,并对切应力反应基因进行了整体分析。目前的研究表明,内皮细胞通过ATP操作的阳离子通道P2X4将切应力强度转化为细胞外钙离子内流。我们建立了P2X4缺陷小鼠,观察到P2X4缺陷小鼠的内皮细胞没有表现出剪应力诱导的钙离子内流和随后的一氧化氮产生。与野生型小鼠相比,P2X4缺陷小鼠对血流量增加和较高的血压表现出血管扩张反应受损。P2X4基因缺陷的小鼠也表现出血流依赖的血管重塑受损。这些发现表明,P2X4介导的切应力传感机制在血流依赖的循环功能控制中起着关键作用。DNA微阵列分析表明,大约3%的血管内皮细胞基因的表达随着动脉切应力水平(15dynes/cm^2)的变化而改变,这表明大约600个基因是切应力响应的。聚类分析显示了基因对剪切力的多时间响应。我们还证明了内皮基因的表达受层流和湍流剪应力的不同调节。层流切应力通过下调基因转录和加速mRNA降解来降低尿激酶型纤溶酶原激活物(UPA)的基因表达,而湍动切应力通过稳定mRNA来增加uPA基因的表达。

项目成果

期刊论文数量(87)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
シアストレスと動脈硬化
剪切应力和动脉硬化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Davis;E.;et al.;Kitazawa S;安藤譲二
  • 通讯作者:
    安藤譲二
M.Iwasaka, K.Yamamoto, J.Ando, S.Ueno: "Veriication of magnetic field gradient effects on medium convection and cell adhesion."J.Appl.Phys.. 93. 6715-6717 (2003)
M.Iwasaka、K.Yamamoto、J.Ando、S.Ueno:“磁场梯度对介质对流和细胞粘附的影响的验证。”J.Appl.Phys.. 93. 6715-6717 (2003)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
機械的ストレスとプラーク形成
机械应力和斑块形成
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    杉本;大須賀;杉江;安藤 譲二
  • 通讯作者:
    安藤 譲二
Veriication of magnetic field gradient effects on medium convection and cell adhesion.
验证磁场梯度对介质对流和细胞粘附的影响。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M.Iwasaka;et al.
  • 通讯作者:
    et al.
血管内皮細胞プリノセプターを介した流れずり応力感知機構
血管内皮细胞嘌呤受体介导的流切应力传感机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋希美子;安藤譲二
  • 通讯作者:
    安藤譲二
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

ANDO Joji其他文献

ANDO Joji的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('ANDO Joji', 18)}}的其他基金

Molecular Biomechanics of Vascular Cell Mechano-Responses
血管细胞机械反应的分子生物力学
  • 批准号:
    21220011
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
Ion channel-mediated blood flow-sensing mechanism in vascular endothelial cells
血管内皮细胞离子通道介导的血流传感机制
  • 批准号:
    18200030
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Biomechanical force-sensing and response mechanisms in vascular cells and its application to tissue engineering
血管细胞的生物力学力传感和响应机制及其在组织工程中的应用
  • 批准号:
    17076002
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Exploration of blood flow-sensing molecules in vascular endothelial cells
血管内皮细胞血流传感分子的探索
  • 批准号:
    13308052
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Elucidation of the mechanism of vascular cell sensing and gene responses to mechanical stresses
阐明血管细胞感知和基因对机械应力的反应机制
  • 批准号:
    11308035
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A).
Cloning of shear stress-sensitive endothelial genes
剪切应力敏感内皮基因的克隆
  • 批准号:
    08408039
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
A Bio-Engineering Research on the Sensing and Responding Mechanism of Vascular Endothelial Cells to Blood Flow
血管内皮细胞对血流感知与响应机制的生物工程研究
  • 批准号:
    05454692
  • 财政年份:
    1993
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)

相似海外基金

Control of endothelial cell mechanics and blood vessel remodeling by blood flow
通过血流控制内皮细胞力学和血管重塑
  • 批准号:
    23K23887
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Development of a novel method for detailed evaluation of blood flow patterns in stented segments and assessment of their role in stent thrombosis
开发一种详细评估支架段血流模式及其在支架血栓形成中的作用的新方法
  • 批准号:
    MR/X009068/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Research Grant
Contribution of Endothelial Planar Cell Polarity pathways in Blood Flow Direction Sensing
内皮平面细胞极性通路在血流方向传感中的贡献
  • 批准号:
    10750690
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
Study of the Effect of Changes in Blood Flow to the Brain Before and After Cardiopulmonary Bypass on Postoperative Delirium
体外循环前后脑血流变化对术后谵妄的影响研究
  • 批准号:
    23K08418
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Integrated Multiphase Blood Flow Modeling and Experiments Towards Predicting Microvascular Growth
集成多相血流建模和实验来预测微血管生长
  • 批准号:
    2309559
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Examination of the psychophysiological mechanism of facial skin blood flow in emotion processing and its clinical application
情绪处理中面部皮肤血流的心理生理机制探讨及其临床应用
  • 批准号:
    22KJ2717
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Brain blood flow, oxygenation, and cognition in adult onset iron deficiency anemia
成人缺铁性贫血的脑血流量、氧合和认知
  • 批准号:
    10735765
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
Elucidation of the mechanism and significance of dynamic cerebral blood flow control during REM sleep
阐明REM睡眠期间动态脑血流控制的机制和意义
  • 批准号:
    22KF0048
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Elucidation of the inhibitory mechanism for chewing-induced brain blood flow in patients with jaw deformity.
阐明颌畸形患者咀嚼引起的脑血流的抑制机制。
  • 批准号:
    23K09449
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research of effective electrical stimulation parameters for promoting blood flow to prevent thrombosis
有效促进血流预防血栓形成的电刺激参数研究
  • 批准号:
    23K11955
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 32.2万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了