医療デバイスに対する力学的・生物学的応答評価を可能とする血管バイオモデルの構築

构建血管生物模型，能够评估对医疗器械的机械和生物反应

• 批准号: 10J40210
• 负责人: 冨田 典子
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J40210/
• 关键词: 循環器系疾患; 医療デバイス評価; 血球モデル; 膜孔形タンパク質; 膜強度変化; 脂質性状; 平面脂質二重膜システム; Cryo電子顕微鏡; 膜孔タンパク質; 脂質形状; オーダーメイド医療; 膜孔形成タンパク質; 構造解析; 膜孔クラスター

多くの国において死亡者数の高い循環器系疾患の低侵襲的な治療法として、カテーテルやステントを用いた血管内治療の導入が増加している。しかしながら、医療デバイスの接触、留置による血球破壊や凝集など、血球細胞が受ける影響が問題となっている。本研究では、デバイスに対する力学的・生物学的応答の評価を可能とする、多様な膜強度を持つ血球モデルの開発をおこなってきた。血球モデルとして扱いが簡便である脂質二重膜小胞(リポソーム)、および赤血球膜に作用してナノサイズの孔を開ける膜孔形成タンパク質を利用して、膜の物性を硬化・脆弱化させた血球モデルの開発を目指した。昨年度は、膜孔タンパク質として、黄色ブドウ球菌Hlg、大腸菌FhuAΔC/Δ4L、およびヒラタケPleurotolysin (Ply)を使用し、反応させる脂質の電荷および形状を変化させることにより、膜孔の形成効率および電気生理学的性質が変化することを明らかとしてきた。本年度は、平面脂質二重膜システムを使用してPlyの電気生理学的性質の解析を進め、Plyがスフィンゴミエリン(SM)脂質に特異的に作用し、膜孔が陽イオン選択性を有することを明らかとした。またCryo電子顕微鏡により、SMの脂肪酸側鎖の炭素数が18以上であることが膜孔の効率的な形成に必須であることを明らかとした。さらに、異なる電荷および形状を有する平面脂質二重膜を作成し、電圧負荷時に膜に生じる微少な電流ノイズを計測し、膜安定性を解析した。その結果、逆コーン型脂質であるSMが存在することで、膜安定性が減少することが示唆された。昨年度の研究成果から、脂質と膜孔のコンビネーションを変化させることが、脂質二重膜強度を制御する重要因子であることが明らかにされていたが、本年度の実験結果から、膜を構成する脂質の種類を変化させることも、様々な膜強度を有する血球モデルの開発に重要な要素であることが示唆された。

In many countries, the number of deaths is different from the number of deaths due to the high incidence of environmental diseases and the treatment of low-invasion diseases. The patients were exposed to drugs, doctors, doctors In this study, the biology of mechanics was studied. It is possible that the strength of the membrane and the strength of the membrane may be affected by the strength of blood cells. The double membrane cells (double membrane cells) and red blood cell membranes (red blood cell membranes) and red blood cell membranes (red blood cell membranes) were formed by the opening of red blood cell membranes to form red blood cells. Last year, the membrane pore formation rate, the membrane pore formation rate, the membrane pore This year, double-layer lipid membranes have been used to analyze the properties of Ply-based electronic physiology, the effects of SM on lipid properties, and the selection of membrane pores. It is necessary for the formation of Cryo electron micrographs, SM fatty acids and carbon numbers above 18 to determine the formation of membrane pores. The shape of the electric charge is divided into two parts: the plane lipid double membrane, the electric current and the stability analysis of the film. The results showed that there were significant differences in the content of lipid SM and membrane stability. Last year, the results of research were reviewed, the results of the study were reviewed, the results of the study were reviewed, and the results of this year's study were reviewed. The results of this year's study show that the results of this year's study show that the performance of the membrane is very important. There are some important factors in the strength of the membrane, which are important for the operation of blood cells.

项目成果

せん断応力を負荷した共存培養モデル内の血管平滑筋細胞のMMPの産生量の変化

剪切应力共培养模型中血管平滑肌细胞产生的 MMP 量的变化

• 发表时间: 2013
• 作者: Xiaobo Han;坂元 尚哉;冨田 典子;Meng Hui;佐藤 正明;太田 信
• 通讯作者: 太田 信

Relationship between Fluid Shear Stress and the Phenotype Change of Smooth Muscle Cells in a Co-culture Model

共培养模型中流体剪切应力与平滑肌细胞表型变化的关系

• 发表时间: 2012
• 作者: Xiaobo Han;Naoya Sakamoto;Noriko Tomita;Meng Hui;Masaaki Sato;Makoto Ohta
• 通讯作者: Makoto Ohta

医療デバイス周りの血流流体力学的見地からの血栓形成

从医疗器械周围血流流体动力学角度观察血栓形成

• 发表时间: 2012
• 作者: 太田信;S. Wetzel;安西眸;中山敏男;韓笑波;清水康智;小澤桂;冨田典子
• 通讯作者: 冨田典子

受賞 アステラス病態代謝研究会 平成25年度研究助成金 2013年11月8日 研究課題 : 黄色ブドウ球菌α毒素の高細胞崩壊型膜孔に関する研究(2014年1月以降の業務事情により、辞退)

2013年11月8日获得安斯泰来病理代谢研究组2013财年研究补助金研究课题：金黄色葡萄球菌α-毒素的高溶细胞膜孔研究（自2014年1月起因工作环境拒绝）

Electrophysiological Study of Membrane Channel Proteins on Various Membrane Environment and Application for Cell Model

膜通道蛋白在不同膜环境下的电生理研究及其在细胞模型中的应用

• 发表时间: 2012
• 作者: Xiaobo Han;坂元尚哉,冨田典子;Meng Hui;佐藤正明;太田信;Noriko Tomita
• 通讯作者: Noriko Tomita