研究内容 Copy of Ando Lab

現在進行中の研究テーマ

（１）Shear stressを感知するセンサー分子（イオンチャネル）のノックアウトマウスの作製と生理機能解析
（２）Shear stressで活性化される転写因子群の包括的解析
（３）幹細胞を対象にした血管細胞の分化・管腔形成に及ぼす機械的刺激の効果の検討
（４）培養血管細胞と高分子と機械的刺激を組み合わせたハイブリッド型人工血管の開発

内皮細胞がshear stressに反応して多くの細胞機能を変化させることを明らかにした。例えば、培養内皮層に人工的に剥離部をつくると、周辺の内皮細胞が遊走・増殖して剥離部を修復するが、shear stressは内皮細胞の遊走・増殖を刺激し剥離部再生を促進した（Micorvasc Res 1987, Biorheology 1990）。また、shear stressが内皮細胞の一酸化窒素（NO）の産生を、shear stressの強さ依存性に亢進させること(BBRC 1994)、及び抗血栓活性を発揮するトロンボモデュリンの細胞膜発現量を増加させること(BBRC 1994)を観察した。併せて、shear stressが内皮細胞と白血球との接着に関わる接着分子VCAM-1(vascular cell adhesion mokecule-1)の細胞膜発現量を減少させ、リンパ球の接着を抑制することを示した（BBRC 1993, Am J Physiol 1994）。共同研究によりshear stressがNOと同様血管拡張作用を持つC-型利尿ペプチド、アドレノメデュリンのmRNA レベルを上昇させること（Hypertension 1997）、また、新しく発見された酸化型低比重リポ蛋白受容体の蛋白およびmRNA レベルを増加させること（Circ Res 1998）を明らかにした。最近、ヒトの末梢血を流れる内皮前駆細胞がshear stressに反応して増殖、分化、管腔形成能が亢進することを観察した（J Appl Physiol 2003）。また、shear stressがマウスの胚性幹細胞(ES細胞)を内皮細胞へ分化誘導する効果があることを明らかにした（Am J Physiol 2005）。このことを応用し、ポリマーの管にES細胞を播種し拍動性のshear stressを与えることで生体の血管に近い組織を持つハイブリッドの人工血管の開発を行うことができた（J Artif Organs 2005）。

平行平板型流れ負荷装置

ガラスの表面に内皮細胞を培養し、ペリスタポンプで定常的な流れずり応力を細胞に負荷します。ポンプの出力を変えることにより、静脈レベルから動脈レベルまでの流れずり応力を再現できます。

シリコンチューブ型拍動流負荷装置

シリコン製のチューブの内側に内皮細胞を培養し、遠心ポンプにより拍動流を細胞に負荷します。負荷時の流量、圧力、チューブ径をセンサーによりリアルタイムで測定し、コンピューターで制御します。流れずり応力と伸展張力を同時に負荷することが可能で、より生理的に近い条件を in vitro で再現できます。

回転円錐型流れ負荷装置

層流の流れ刺激に加えて、乱流を細胞に負荷することが可能です。血管の分岐部における乱流を細胞レベルで再現できます。