血管内皮細胞の接着分子発現に及ぼす血流の効果に関する生体工学的研究

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本研究では、血流が内皮細胞の接着分子発現にどのような影響を及ぼすかについて検討した。マウスリンパ節細静脈から培養した内皮細胞に流体力学的に設計した流れ負荷装置で定量的な流れずり応力を負荷し細胞表面の接着分子(VCAM-1, CD44)の発現を蛍光抗体法およびフローサイトメトリーで測定した。細胞表面のVCAM-1, CD44はコントロール群で豊富に存在したが、流れ負荷によりVCAM-1の発現量は有意に減少した(1.5dynes/cm^2の流れずり応力6時間負荷で50%減少)。CD44は両群で有意な差が認められなかった。流れ負荷によるVCAM-1の発現の減少は細胞に負荷した流れの負荷時間およびずり応力の大きさに依存した。次にこのVCAM-1発現に対する流れずり応力の影響が内皮細胞の遺伝子のレベルにまで及んでいるかについて検討した。上記の流れ負荷群およびコントロール群の細胞からAGPC法によりRNAを抽出し、RT-PCR (reverse transcriptase/polymerase chain reaction)法を用いてVCAM-1のmRNA発現量の変化を解析した。結果、コントロール群に比し流れ負荷群ではVCAM-1 mRNAの発現量は著明に減少した。また、この流れ負荷によるVCAM-1 mRNAの発現量の減少は流れ負荷時間および流れずり応力の大きさに依存性であった。次いで、流れ負荷によるVCAM-1 mRNA発現の低下が転写の抑制に起因するかについてルシフェラーゼアッセイで検討した。結果、VCAM-1遺伝子の転写活性は流れ負荷により有意に抑制された(3.5dynes/cm^2の流れずり応力24時間負荷で50%減少)。今回の研究により、マウス内皮細胞において血流に起因する流れずり応力は内皮細胞表面の接着分子VCAM-1の発現を蛋白および遺伝子の転写のレベルで抑制することが示された。