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...

近年、細胞自食（オートファジー）は、重要な細胞内分解およびリサイクルメカニズムとして、細胞恒常性の維持や様々なストレス条件への対応において重要な役割を果たしています。特に腎臓の近位尿細管上皮細胞では、虚血、毒性損傷、炎症などの一般的な腎臓損傷に対処するために自食活動が不可欠です。しかし、自食が細胞ストレス適応において果たす役割は広く研究されているものの、高浸透圧ストレス（ハイパーオスモティックストレス）がどのように自食を誘導するかについての分子メカニズムはまだ明らかになっていません。高浸透圧ストレスは機械的ストレスとして、細胞内外の浸透圧差を変化させることで細胞機能に影響を与えますが、具体的にどのように自食経路を調節するかは未解決の謎です。 転写因子EB（TFEB）は、自食-リソソーム経路の...

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、...

学術背景 血管平滑筋細胞（Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs）は、正常な大動脈壁において血管の収縮と拡張を調節しています。しかし、病理的条件下では、VSMCsは収縮表現型から合成表現型に変化し、大動脈壁のリモデリングに積極的に関与します。多くのin vitro研究がVSMCsの分化メカニズムを報告していますが、in vitro培養条件とin vivo大動脈壁の機械的環境は大きく異なります。in vivoでは、VSMCsは細長い形状を示し、血管壁の周方向に整列した組織を形成しますが、in vitro培養では、VSMCsはランダムに拡散し、不規則な形状を形成し、脱分化しやすいです。したがって、VSMCsの分化メカニズムを解明するためには、in vivo大動脈壁...

大腸癌（Colorectal Cancer, CRC）は、米国におけるがん関連死の主要な原因の一つであり、肝臓への転移はよく見られる現象です。腫瘍転移の前に、転移前ニッチ（Pre-Metastatic Niche, PMN）の形成が重要なプロセスとなります。PMNは、肝臓に存在する線維芽細胞様星状細胞やクッパー細胞などのマクロファージといった重要な細胞の活性化を含みます。腫瘍はこれらの細胞を変化させ、追加の成長因子を分泌し、細胞外マトリックス（Extracellular Matrix, ECM）を再構築することで、二次的な環境での腫瘍の定着と転移を促進します。これらのダイナミクスのメカニズムをより深く理解するために、研究者たちはPMN形成の時空間的ダイナミクスを特徴づける多細胞計算モデルを開...