伸展刺激による血管内皮細胞リモデリングの分子機構

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血管内皮細胞は紡錘形を呈し、血管走行に対してその長軸を平行に配列している。この形態や配列には内皮細胞の血管壁からの剥離を防ぐという大切な意義がある。この形態と配列は血管の周期的伸展刺激で生じることが分かっている。本研究の最終目的は、培養内皮細胞を用いて伸展刺激による形態配列応答の分子機構を解明することにある。我々はこれまでに、{一軸周期伸展刺激→SAチャネル活性化→細胞内Ca上昇→カルシニューリン活性化→srcの脱燐酸化とその活性化→接着斑蛋白質チロシン燐酸化→接着斑と細胞骨格の再編成→形態応答}という細胞内シグナルカスケードの存在を明らかにしてきた。しかしながら細胞内Ca^<2+>濃度の空間分布はほぼ均一で、伸展軸に依存した偏りは見られなかった。そこで細胞形態応答の極性(伸展軸に対して垂直に配列する性質)は、伸展刺激を直接受容するインテグリン/細胞骨格系に基づくという仮説を立てるに至った。本研究の目的は、この仮説を検証するためにインテグリンの動態をライブ観察する実験系を開発することである。その結果、1)インテグリンの細胞外ドメインを特異的に認識するFITC標識抗体で標識することにより、インテグリンの長時間ライブ観察が可能になった。2)全反射型近接場顕微鏡を製作し、細胞膜-基質の接着面に分布する標識蛋白質(インテグリン)のみを極低背景光の元で高精度に観察できるようになった。3)微分干渉検鏡、位相差検鏡、通常蛍光検鏡、共焦点検鏡、反射干渉検鏡、全反射近接場検鏡、フォトブリーチングが可能な光学顕微鏡を開発し、インテグリンの代謝や移動をリアルタイムで観察できるようになった。予備的観察によって、インテグリンによる接着斑の形成速度が約0.15um/分、その交換は約15分程度であることなどが分かった。今後伸展刺激を与えたときのインテグリンの動態を解析して上記の仮説を検証する予定である。