Investigation of compression-induced ATP release in head and neck carcinoma

头颈癌中压迫诱导的 ATP 释放的研究

• 批准号: 19K10019
• 负责人: 高田 弘弥
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nippon Medical School
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K10019/
• 关键词: メカノバイオロジー; ATP-Ca2+シグナリング; 振動圧刺激; ヒト喉頭癌細胞; K+チャネル開口; 頭頸部癌; 細胞外ATP放出; 細胞内カルシウム流入

空気と食物の通過路である頭頸部領域の粘膜上皮細胞は、発声や摂食によって繰り返して機械刺激が負荷されると、細胞膜や細胞骨格が変形(伸展、振動、圧縮)してその内部にメカニカルストレスが生じる。このストレスは細胞膜や細胞骨格(および連結する接着装置)に分布する様々なメカノセンサーに感知されたのち、対応する化学信号に変換され、さらに細胞内シグナル伝達系を介して細胞の分裂・分化・運動など種々の細胞機能を調節する。これら調節機構が破たんすると制 御不能な細胞増殖を引き起こし、頭頸部疾患の病態に影響していると考えられる。このため、メカニカルストレスに起因する頭頸部疾患における病態形成の機序を解明することは重要な課題とされてきた。しかしながら、頭頸部疾患の病態形成に関与するメカニカルストレスの感知機構についてはほとんどが未解明のままである。本研究では、ヒト喉頭癌細胞(Hep2 or KB)に対する頭頸部運動を模した振動圧刺激の感知機構を明らかにし、がんを含む頭頸部疾患に対する新たな 治療戦略への応用を模索することに学術的な意義がある。頭頸部領域におけるメカノストレスの影響を明らかにするために、われわれが独自に開発した非接触で超音波圧刺激を照射できるデバイスを用いて、頭頸部運動を模した気流・振動を再現し、ヒト口腔粘膜・ヒト咽頭粘膜由来の上皮細胞に照射した際のメカノストレス応答としてATP-Ca2+シグナリングに注目した。本研究の目的は、異なる振動周波数や照射強度のメカノストレス応答の解析からメカニズムの全容解明に迫り、メカニカルストレスを応用した治療の可能性も模索し、より効率的で簡便な新規治療の確立を検討している。現在、ATPシグナリングの追加実験を行っている。

当头部和颈部的粘膜上皮细胞（即空气和食物的通道）通过发声或喂养反复受到机械刺激时，细胞膜和细胞骨架变形（拉伸，振动，压缩），导致内部机械应力。分布在细胞膜和细胞骨架中（以及连接粘附装置）的各种机械传感器检测到这种应力，然后转换为相应的化学信号，并调节各种细胞功能，例如细胞分裂，分化和通过细胞内信号系统的运动。如果这些调节机制失败，它们可能会导致无法控制的细胞增殖，这被认为会影响头颈疾病的病理。因此，阐明由机械压力引起的头颈疾病中病理形成的机制被认为是一个重要问题。但是，大多数参与头颈疾病发病机理的感应机械应力的机制尚不清楚。这项研究在探索振动压力刺激的检测机制方面具有学术意义，即模仿人喉癌细胞（HEP2或KB）的头颈运动，并寻求针对包括癌症在内的头颈疾病的新治疗策略的应用。为了澄清头部和颈部面积的机械性效果，我们使用了一种可以在没有接触的情况下照射超声压力的设备，我们开发了我们开发的空气流和振动，以模拟头颈运动，并将其集中在ATP-CA2+信号传导上作为机械性响应，当时是机械性响应，当辐照于人类oral mucosa和Human Mucosa and Human pharyngeal Muccosa时。这项研究的目的是通过分析不同振动频率和辐照强度的机制响应来探索该机制的全部程度，并探索应用机械应力的治疗方法，并建立更有效且更方便的新疗法。当前，正在进行其他实验以进行ATP信号传导。

项目成果

声帯における腫瘤形成と物理的刺激の関与に関する検討

物理刺激和声带肿块形成的参与研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 高田弘弥;田村悦代;下山明日香;星 貴之;小川 令
• 通讯作者: 小川 令

超音波を用いた新しい治療戦略

使用超声波的新治疗策略

• 发表时间: 2022
• 作者: 高田弘弥;田村悦代;下山明日香;星 貴之;小川 令;高田弘弥
• 通讯作者: 高田弘弥

声帯におけるポリープ形成と物理的刺激の関与に関する検討

声带息肉形成及物理刺激参与的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 高田弘弥;下山明日香;小川 令
• 通讯作者: 小川 令