生体組織傾斜構造に類似の細胞培養床の作成

类似生物组织梯度结构的细胞培养床的创建

• 批准号: 10123207
• 负责人: 林 利彦
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10123207/
• 关键词: IV型コラーゲン; V型コラーゲン; III型コラーゲン; I型コラーゲン; 血管内皮細胞; 平滑筋細胞; 傾斜構造; 線維芽細胞

ヒト生体組織、例えば血管壁ではコラーゲンの種類としてはIV型コラーゲン、V型コラーゲン・III型コラーゲン、I型コラーゲンが主体の傾斜構造をしており、分化細胞も血管内皮細胞、平滑筋細胞、線維芽細胞の傾斜になっている。これはたまたまなっているだけであるのか。それとも、生体組織あるいは臓器として機能し、それらを維持する上で作用しているのであろうか。細胞の形態、増殖、分化などの基本的な細胞の分化機能が細胞環境によって誘導・維持・再生されること、そして、細胞外固相環境と分化細胞からなる組織が傾斜をしていることにより、より高次の組織・器官が維持されているとするとの作業仮説を基に本研究を遂行した。この仮説を検証するための方法として再構成したコラーゲン会合体を培養細胞の基質として用い、コラーゲンの種類あるいは会合体構造と分化細胞の機能発現・維持との関係を検討した。IV型コラーゲンゲル上では肝臓星細胞、血管平滑筋細胞、メサンジウム細胞だけでなく、骨格筋肉腫細胞でも特異な突起の形成、細胞間接合および増殖の停止が見られた。動脈血管由来の平滑筋細胞を血清存在下で継代培養し、筋線維芽細胞様に変化した細胞をIV型コラーゲンゲル上で培養し、正常な細胞に戻すことが可能との知見が得られた。先行研究では、一旦、線維芽細胞様に変化すると、収縮する平滑筋細胞へ戻すことは不可能と一般に考えられていた。IV型コラーゲンゲル上で培養した筋線維芽細胞はエンドセリンを添加すると、収縮した。各種臓器の線維症(例えば、動脈硬化)は、コラーゲン超構造の傾斜が崩れている状態である可能性を本研究の成果は示唆している。このような病態組織についての新しい考えを世界にさきがけ初めて提唱したい。薬剤の開発、新しい治療法の展開につながる可能性があり、それを具体的に展開する基盤となりうる成果が得られた。

在人体生物组织中，以血管壁为例，胶原蛋白的种类主要有IV型胶原蛋白、V型胶原蛋白、III型胶原蛋白、I型胶原蛋白，分化的细胞有血管内皮细胞、平滑肌细胞和纤维等。已经变成了胚芽的斜坡。这只是巧合吗？或者它们是否具有活组织或器官的功能并努力维持它们？细胞形态、增殖和分化等基本细胞分化功能是由细胞环境诱导、维持和再生的，并对细胞外固相环境和分化细胞组成的组织进行了分级。本研究是基于工作假设进行的。维持高级组织和器官。为了检验这一假设，我们使用重构的胶原聚集体作为培养细胞的基质，并研究胶原蛋白或聚集体结构的类型与分化细胞的功能表达和维持之间的关系。在IV型胶原凝胶上，不仅肝星状细胞、血管平滑肌细胞和系膜细胞，而且骨骼肌瘤细胞也显示出独特的突起、细胞间连接的形成和增殖的停止。我们发现可以在血清存在下对动脉血来源的平滑肌细胞进行传代培养，并在IV型胶原凝胶上培养已转变为肌成纤维细胞的细胞，使它们恢复为正常细胞。在之前的研究中，人们普遍认为，一旦细胞转变为成纤维细胞样细胞，就不可能再将其转变回收缩性平滑肌细胞。添加内皮素后，在 IV 型胶原凝胶上培养的肌成纤维细胞会收缩。这项研究的结果提示，各器官的纤维化（例如动脉硬化）可能是胶原蛋白上层结构梯度被破坏的状态。我想成为世界上第一个提出这个关于病理组织的新想法的人。这些结果有可能导致药物的开发和新疗法的开发，并可以作为具体开发的基础。

项目成果

T.Hayashi,K.Mizuno et al: "Cell Type Specific Recognition of the Reconstituted Aggregates from Isolated Type I Collagen.Type IV Collagen.and Type V Collagen" Proceedings of the Indian Academy of Sciences CHEMICAL SCIENCES.Special Issue on Trends in Collag

T.Hayashi、K.Mizuno 等人：“Cell Type Specific Recognition of the Reconstituted Aggregates fromisolated Type I Collagen.Type IV Collagen.and Type V Collagen”印度科学院院刊化学科学论文集。胶原蛋白趋势特刊

M.Yamato,T.Hayashi: "Topological Distribution of Collagen Binding Sites on the Fibroblasts Cultured within Collagen Gels" EXTRACELLULAR MATRIX-CELL INTERACTION ed.by Y.Ninomiya,B.J.Olsen,T.Ooyama and S.Karger. 123-140 (1998)

M.Yamato、T.Hayashi：“胶原蛋白凝胶内培养的成纤维细胞上胶原蛋白结合位点的拓扑分布”，细胞外基质-细胞相互作用，作者：Y.Ninomiya、B.J.Olsen、T.Ooyama 和 S.Karger。

水野一乗,林 利彦,中里浩一,今村保忠: "1章コラーゲン「細胞外マトリックス研究法、生化学的研究法」" コラーゲン技術修会刊 畑隆一郎、服部俊治、新井克彦編, 7-13,21-23,24-29,30-33 (1998)

Kazunori Mizuno、Toshihiko Hayashi、Koichi Nakazato、Yasutada Imamura：“第 1 章胶原蛋白“细胞外基质研究方法、生化研究方法”胶原蛋白技术学会出版，畑龙一郎、服部俊二、新井克彦编辑，7-13、21-23 ,24-29,30-33 (1998)

N.Hazeki,T.Hayashi et al: "Analysis of matrix components of the dermis-like structure formed in a long-term culture of human fibroblasts-Type VI collagen is a major component-" J.Biochem. 123. 587-595 (1998)

N.Hazeki、T.Hayashi 等人：“对人成纤维细胞长期培养中形成的真皮样结构的基质成分进行分析——VI 型胶原蛋白是主要成分——”J.Biochem。

T.Hayashi,M.Hirose et al: "A Hypothesis for a Biological Significance of Graded Structure of Collagen Supramolecular Aggregates" Proceedings of FGM'98,ed.W.A.Kaysser. (1999)

T.Hayashi、M.Hirose 等人：“胶原超分子聚集体分级结构的生物学意义的假设”FGM98 论文集，ed.W.A.Kaysser。