２つの細胞極性の制御から明らかにする血流を介した新しい血管新生機構

血管新生は、既存の血管から新しい血管が出芽し、伸長して新たな血管網が形成される現象である。この現象においては、内皮細胞の移動により新生血管が伸長するのと並行して、血管内腔が形成される。このとき、内皮細胞の前後軸方向および頂底軸方向の細胞極性が出現し、現象が進行するが、これら2つの極性形成がどのように統合されているかは、明らかになっていない。血管壁は、血流に起因する圧力を常に受けるが、この血管内圧が内腔形成を促進することがすでに報告されている。一方で、研究代表者らは、血管内圧が、血管壁伸展を感知するメカノセンサー分子を介して内皮細胞の移動を抑制し、血管新生における血管伸長を抑制する現象を見出した。以上のことから、2つの細胞極性の制御が、血流圧刺激を介して制御されている可能性が考えられた。本研究では、2つの細胞極性のマーカー分子を見出し、独自の血管新生オンチップモデル上で、それらの分子をリアルタイム可視化することで、極性の時空間的ダイナミクスを明らかにする。また、メカノセンサー分子のダイナミクスと極性形成の時空間的相関を明らかにすることによって、極性制御のメカニズムを明らかにする。現時点で、血管新生における内皮細胞の前後軸および頂底軸のマーカーとなりうる分子種を見出し、さらにこれら分子の動態が、血管周囲細胞であるペリサイトによって変化を受けることがわかってきた。また、現象への力学的な介入を行い、血管周囲基質の硬さの変化が、血管新生動態に影響を与えることも明らかになってきた。これらの結果から、前後軸・頂底軸という2つの細胞極性がペリサイトおよび血管周囲の力学的性質を介して連関している可能性が示唆された。

血管新生は、既存の血管から新しい血管が出芽し、伸長して新たな血管網が形成される現象である。この現象においては、内皮細胞の移動により新生血管が伸長するのと並行して、血管内腔が形成される。このとき、内皮細胞の前後軸方向および頂底軸方向の細胞極性が出現し、現象が進行するが、これら2つの極性形成がどのように統合されているかは、明らかになっていない。血管壁は、血流に起因する圧力を常に受けるが、この血管内圧が内腔形成を促進することがすでに報告されている。一方で、研究代表者らは、血管内圧が、血管壁伸展を感知するメカノセンサー分子を介して内皮細胞の移動を抑制し、血管新生における血管伸長を抑制する現象を見出した。以上のことから、2つの細胞極性の制御が、血流圧刺激を介して制御されている可能性が考えられた。本研究では、2つの細胞極性のマーカー分子を見出し、独自の血管新生オンチップモデル上で、それらの分子をリアルタイム可視化することで、極性の時空間的ダイナミクスを明らかにする。また、メカノセンサー分子のダイナミクスと極性形成の時空間的相関を明らかにすることによって、極性制御のメカニズムを明らかにする。現時点で、血管新生における内皮細胞の前後軸および頂底軸のマーカーとなりうる分子種を見出し、さらにこれら分子の動態が、血管周囲細胞であるペリサイトによって変化を受けることがわかってきた。また、現象への力学的な介入を行い、血管周囲基質の硬さの変化が、血管新生動態に影響を与えることも明らかになってきた。これらの結果から、前後軸・頂底軸という2つの細胞極性がペリサイトおよび血管周囲の力学的性質を介して連関している可能性が示唆された。