高血糖下の細胞研究は酸素濃度に要注意 血管恒常性を左右する血管内皮細胞の環境応答の解明

高血糖下の細胞研究は酸素濃度に要注意血管恒常性を左右する血管内皮細胞の環境応答の解明

2024年3月13日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇流体科学研究所　准教授　船本健一

【発表のポイント】

血管の内侧（内腔）を覆う血管内皮细胞^（注¹^）は、周囲の环境の変化に対し、隣り合う细胞と相互に影响を及ぼしながら移动（游走）することで血管恒常性^（注²^）を维持しています。
细胞周囲のグルコースと酸素は、细胞の代谢を介して血管内皮细胞の集団的な游走に影响を与えることと、低酸素环境では高グルコースによる游走の増加を抑制することを明らかにしました。
本研究成果は、血管恒常性の维持に関する重要な知见であり、将来的には血管疾患の発症メカニズムの解明や、その予防法の创成につながるものと期待されます。

【概要】

血管内腔を覆う血管内皮细胞は、環境因子の変化を受けて集団的に遊走することで血管恒常性を維持していますが、そのメカニズムの詳細は不明です。

东北大学流体科学研究所の船本健一准教授、曽根一辉氏（大学院医工学研究科）、徳岛大学の立川正宪教授、东京农工大学の吉野大辅准教授らの共同研究チームは、血管内皮细胞単层の周囲のグルコース浓度と酸素浓度が细胞の动态に与える影响と、その変化のメカニズムについて研究しました。

様々なグルコース浓度に调整した细胞培养液と、细胞周囲の酸素浓度を厳密かつ即时的に制御することができるマイクロ流体デバイス^（注³^）を用いた细胞実験により、血管内皮细胞の游走は高グルコース环境では増加する一方、低酸素环境（负荷）を同时に与えると抑制されることを明らかにしました。また、この细胞动态の変化には、细胞内の础罢笔产生が関与していることを示しました。これらの発见は、血管内皮细胞周囲の环境因子の変化に対して、血管恒常性が维持されるメカニズムの解明に向けた重要な知见です。

本成果は3月2日（現地時間）付けでScientific Reportsに掲載されました。

図1. マイクロ流体デバイスを用いた実験システム

【用语解説】

注1. 血管内皮細胞：血管は内側から、内膜、中膜、外膜と区分され、血管内皮細胞は内膜を単層で構成する細胞である。血管内皮細胞は常に血流に接しており、血液と生体組織間の栄養や不要物などの物質交換に深く関与している。

注2. 血管恒常性：外部から受ける刺激や環境の変化に対して、身体の状態を一定に保つことを生体恒常性といい、特に血管の正常な状態を維持することを血管恒常性という。

注3. マイクロ流体デバイス：マイクロサイズの流路を有し、その流路内部の流体を制御しながら細胞培養を行うことができるデバイス。一般的に透明でガス透過性の高いポリジメチルシロキサン（PDMS）を用いて作製される。近年、心臓や肺などの臓器の機能を生体外に再現する臓器機能チップ（Organ-on-a-chip）と呼ばれる様々なデバイスが開発され、各臓器内の細胞群の動態を解明する研究に用いられている。

详细（プレスリリース本文）