Molecular Biomechanics of Vascular Cell Mechano-Responses

血管细胞机械反应的分子生物力学

• 批准号: 21220011
• 负责人: ANDO Joji
• 金额: $ 130.12万
• 依托单位: Dokkyo Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009-05-11 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21220011/
• 关键词: 血管内皮細胞; Shear stress; 血行力学因子; メカノセンサー; カルシウム・シグナリング; 細胞膜; アデノシン３リン酸; 細胞分化; shear stress; 形質膜; 巨大単一膜ベシクル; メカノトランスダクション; lipid order; 膜流動性; メカニカルストレス; メカノセンシング; ATP; カルシウムチャネル; イオンチャネル; ES細胞

This study was undertaken to elucidate how vascular endothelial cells (ECs) sense shear stress generated by flowing blood and transmit the signal into the cell interior. The results demonstrated that shear stress rapidly decreases the lipid order of EC membranes and changes caveolar membrane domains from the liquid-ordered phase to liquid-disordered phase. A similar decrease in lipid order occurred in the artificial membrane of liposomes exposed to shear stress, suggesting that the membrane lipid order change is a physical phenomenon. Shear stress clearly increased the membrane fluidity in ECs. A novel imaging method developed in our laboratory revealed that the shear-stress-induced changes in membrane physical properties were linked to ATP release at caveolae that evoked a Ca2+ influx via P2X4 channels and a subsequent Ca2+ wave that propagated throughout the entire cell. These findings indicated that plasma membranes act as a shear stress sensor that triggers Ca2+ signaling in ECs.

这项研究旨在阐明血管内皮细胞 (EC) 如何感知血液流动产生的剪切应力并将信号传输到细胞内部。结果表明，剪切应力迅速降低 EC 膜的脂质有序性，并将小凹膜域从液体有序相改变为液体无序相。暴露于剪切应力的脂质体人工膜中也发生了类似的脂质顺序下降，表明膜脂质顺序变化是一种物理现象。剪切应力明显增加了 EC 中的膜流动性。我们实验室开发的一种新颖的成像方法表明，剪切应力引起的膜物理性质变化与小凹处的 ATP 释放有关，从而引起 Ca2+ 通过 P2X4 通道流入，以及随后在整个细胞中传播的 Ca2+ 波。这些发现表明，质膜充当剪切应力传感器，触发内皮细胞中的 Ca2+ 信号传导。

项目成果

血管のメカノバイオロジー：血管内皮細胞の血流センシングと循環調節

血管力学生物学：血管内皮细胞的血流传感和循环调节

• 发表时间: 2012
• 期刊: 細胞工学
• 作者: 安藤 譲二;山本 希美子
• 通讯作者: 山本 希美子

Shear stress increases differentiation of circulating endothelial progenitor cells via the VEGFR2/Pi3K/Akt/mTOR signaling

剪切应力通过 VEGFR2/Pi3K/Akt/mTOR 信号传导增加循环内皮祖细胞的分化

• 发表时间: 2013
• 作者: S. Obi;K. Yamamoto;J. Ando;H. Masuda and T. Asahara
• 通讯作者: H. Masuda and T. Asahara

血流刺激による血管細胞の分化誘導

通过血流刺激诱导血管细胞分化

• 发表时间: 2009
• 作者: 山本希美子;安藤譲二
• 通讯作者: 安藤譲二

血管細胞のバイロレオロジーと臨床医学の接点 岡小天賞受賞記念講演

血管细胞生物流变学与临床医学的交叉冈科天奖纪念讲座

• 发表时间: 2013
• 作者: Tomoko Ishikawa-Fujiwara;Kumi Nakamura;Yoshihiro Fujikawa;Takeshi Todo;植竹淳・東久美子・本山秀明;安藤譲二
• 通讯作者: 安藤譲二

Differentiation of circulating endothelial progenitor cells induced by shear stress.

剪切应力诱导循环内皮祖细胞的分化。

• 发表时间: 2012
• 期刊: 2012 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
• 作者: S. Obi;K. Yamamoto;J. Ando;H. Masuda;T. Asahara.
• 通讯作者: T. Asahara.