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。

头颈部的粘膜上皮细胞是空气和食物的通道，由于发声和进食而反复受到机械刺激，细胞膜和细胞骨架变形（拉伸、振动、压缩）并造成内部机械损伤。发生压力。这种应力被分布在细胞膜和细胞骨架（以及连接的粘附装置）中的各种机械传感器感知，然后转化为相应的化学信号，并进一步通过细胞内信号转导系统传递，引起细胞分裂、分化，并调节各种细胞功能，如作为运动。这些调节机制的失败会导致细胞增殖失控，这被认为会影响头颈疾病的病理学。因此，阐明机械应力引起的头颈部疾病的病理机制已被认为是一个重要的问题。然而，头颈疾病发病机制中涉及的机械应力传感机制仍知之甚少。在这项研究中，我们将阐明模拟头颈部运动的振动压力刺激对人类喉癌细胞（Hep2或KB）的传感机制，并探索其在包括癌症在内的头颈部疾病的新治疗策略中的应用。意义。为了阐明机械应力对头部和颈部区域的影响，我们使用了我们自主开发的装置，可以以非接触方式照射超声波压力刺激，以再现模拟头部和颈部运动的气流和振动。当来自口腔粘膜和人咽粘膜的上皮细胞受到辐射时，ATP-Ca2+信号传导作为机械应激反应。本研究的目的是通过分析不同振动频率和辐照强度的机械应力响应来充分阐明其机理，探索施加机械应力的治疗方法的可能性，并建立更有效、更简单的新治疗方法。我们目前正在对 ATP 信号传导进行更多实验。

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

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

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