研究背景 血管系の発生は高度に制御されたプロセスであり、血管新生（vasculogenesis）と血管形成（angiogenesis）という2つの重要な段階を含む。VEGF（血管内皮増殖因子）とWntシグナル経路がそれぞれ末梢神経系と中枢神経系（CNS）の血管発生を調節することが確認されているが、これらの経路の時空間的な協調的制御のメカニズムは未解明のままであった。これまでの研究で、DEAD-box RNAヘリカーゼファミリーの一員であるDDX24の機能欠損が多臓器血管奇形（MOVLD症候群）を引き起こすことが報告されていたが、その分子メカニズムは不明であった。本研究では、DDX24がVEGFとWntシグナル経路を差異的に調節することで、脳と体幹の血管発生を時空間特異的に制御する仕組みを解明...

一、研究背景 動脈硬化（atherosclerosis）は心血管疾患の主要な病理基盤であり、その発生は血管内皮細胞（endothelial cells, ECs）の機能障害と密接に関連しています。血流力学要因は動脈硬化の地域選択性において決定的な役割を果たします：振動せん断応力（oscillatory shear stress, OS）（血管分岐部など）はプラーク形成を促進し、脈動せん断応力（pulsatile shear stress, PS）（直線血管部）は保護作用を示します。近年の研究で、ECsはOS作用下で代謝再プログラミング（metabolic reprogramming）が起こり、解糖系（glycolysis）が亢進することが明らかになりましたが、具体的な分子メカニズムは未解明で...

内皮細胞（Endothelial Cells）は血管系において重要な役割を果たしており、細胞間結合（Intercellular Junctions, IJs）を通じて止血、血管拡張、免疫および炎症反応を調節しています。しかし、過度の機械的負荷は内皮細胞の損傷や内皮バリア機能障害を引き起こす可能性があります。細胞間結合の動的破壊メカニズムを理解することは、腫瘍破壊、血管リモデリング、薬物送達などの実用的な応用を探る上で重要な意義を持ちます。超音波キャビテーション（Ultrasound Cavitation）は、気泡の振動と破裂によって局所的な高エネルギーを生成し、軟組織に損傷を与える新興技術として注目されています。しかし、超音波キャビテーションが内皮細胞ネットワークに与える損傷メカニズムは未解...

病理条件下では、組織の力学的特性の変化は、がんを含む多くの疾患の顕著な特徴の一つです。腫瘍血管系は腫瘍の成長において重要な役割を果たしますが、その構造と機能はしばしば異常を示し、血管の乱れ、屈曲、漏出などが観察されます。研究によると、細胞外マトリックス（Extracellular Matrix, ECM）の硬さは内皮細胞の行動を調節する上で重要な役割を果たしています。腫瘍組織は通常、正常組織よりも硬く、この硬さの増加はマトリックスの沈着や架橋の増加に一部起因しています。これまでの研究では、マトリックスの硬さを低下させることで、腫瘍血管系の病理的特徴（例えば、血管新生の減少や血管透過性の低下）を改善できることが示されています。したがって、マトリックスの硬さが内皮細胞のエピジェネティックな変化、...

微小なスケールで血栓溶解動態を探る画期的研究 研究の背景と課題 静脈血栓塞栓症（Venous Thromboembolism, VTE）は、人体の健康を深刻に脅かす疾患であり、米国だけでも年間約50万人の死亡原因となっています。VTEの発生は、静脈内血栓の形成とその溶解困難（低線溶、hypo-fibrinolysis）に密接に関連しています。しかし、これまでの血栓研究は主に血栓の形成メカニズムである「高凝固状態」（hypercoagulability）に焦点が当てられ、低線溶の問題についての研究は相対的に不足していました。現在のVTEの治療法は主に抗凝固薬の使用に依存していますが、これらの薬剤は血栓の形成と拡大を抑制するのみで、血栓の溶解を効果的に促進するものではありません。あるいは、外因性...

人体血管系の解読：多臓器単一細胞トランスクリプトーム研究が血管細胞の多様性を総合的に解明 背景概要 人体の血管系は生命維持の中心的な構成要素であり、内皮細胞（Endothelial Cells, ECs）と周壁細胞（Mural Cells）から成り、全身の臓器系に渡っています。その機能は血液の配送やガス・栄養の交換に留まらず、組織の恒常性維持、免疫調整、血管新生、さらには高血圧、癌、炎症性疾患、糖尿病といった病態においても重要な役割を果たします。血管内皮細胞は臓器や血管の種類ごとに多様な機能と分子特異性を発揮しています。例として、血液脳関門の遮断機能や脾臓での赤血球濾過機能が挙げられます。しかし、全臓器レベルで血管タイプごとの分子特性を系統的に分類する研究は、現在も十分に進んでいません。 こ...

遺伝性出血性毛細血管拡張症（Hereditary Hemorrhagic Telangiectasia, HHT） は、遺伝子変異によって引き起こされる疾患で、主に動静脈奇形（Arteriovenous Malformations, AVMs）、つまり動脈と静脈の間の異常な高流量接続を特徴とします。HHTの発症メカニズムは、Activin Receptor-Like Kinase 1 (ACVRL1) およびEndoglin (ENG) 遺伝子の機能喪失に関連しており、これらの遺伝子はそれぞれ骨形成タンパク質（Bone Morphogenetic Proteins, BMPs）9および10の受容体および共受容体として機能します。AVMsは、反復性の出血や貧血を引き起こすだけでなく、局所的な組...

大動脈内皮細胞の動脈瘤好発部位における遺伝的および機能的特徴に関する研究 学術的背景 大動脈瘤（Aortic Aneurysm, AA）は、血管の特定部位における病的な拡張を特徴とする疾患であり、致命的な血管破裂を引き起こす可能性があります。大動脈瘤は通常、大動脈弓や腹部大動脈などの特定の好発部位に発生します。血流力学的要因が動脈瘤の形成に重要な役割を果たす一方で、血管壁の内在的な差異も関与しているかどうかは未だ明確ではありません。近年、内皮細胞（Endothelial Cells, ECs）が大動脈瘤の病態形成において重要な役割を果たしていることが明らかになってきています。内皮細胞は、異なる臓器や血管樹の異なる部位において顕著な異質性を示し、この異質性が動脈瘤の好発性に関連している可能性が...

学術的背景 血管ネットワークの形成と維持は、胚発生や組織再生における重要なプロセスであり、さまざまな生物物理的な力が関与しています。内皮細胞（Endothelial Cells, ECs）は、血管新生（angiogenesis）や血管形成（vasculogenesis）において中心的な役割を果たしており、細胞骨格の収縮力（actomyosin contractility）はこれらのプロセスにおいて特に重要です。しかし、細胞骨格が異なる細胞区画でどのように組織化され、調節されているか、特に血管ネットワークの形成過程におけるその役割については、まだ十分に理解されていません。 脳海綿状血管奇形（Cerebral Cavernous Malformations, CCMs）は、KRIT1、CCM2、...

研究背景 アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease, AD）は、βアミロイド蛋白（Aβ）の蓄積やタウ蛋白の異常なリン酸化を特徴とする神経変性疾患です。近年、脳血管系の変化がADの病態形成に重要な役割を果たすことが明らかになってきました。特に、内皮細胞の損傷や炎症反応はADの病理学的な構成要素とされています。アポリポ蛋白E（Apolipoprotein E, APOE）はADの主要な遺伝的リスク因子であり、特にAPOE4アレルはADの高リスクと強く関連しています。APOE4は内皮細胞の機能に影響を与え、脳血液関門（Blood-Brain Barrier, BBB）の破壊を引き起こし、神経炎症やニューロンの損傷を引き起こす可能性があります。 単量体C反応性蛋白（Monomeric...