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Shear stressが細胞に与える影響について




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シェアストレスが細胞に与える影響についての研究は、近年ますます注目を集めています。従来の二次元培養環境に加えて、三次元微小血管モデルを用いた研究、シェアストレスが内皮細胞の遺伝子発現に与える影響についての研究、血管細胞における力学応答の分子バイオメカニクスに関する研究など盛んにおこなわれています。


本記事では、Shear stressが細胞に与える影響についての研究についてまとめてみました。ぜひ最後までご覧ください。




目次




1．Shear stressとは？

シェアストレス（流体剪断応力）は、血流によって血管内皮細胞にかかる力のことを指します。血流の速度や方向が変化すると、内皮細胞に対するシェアストレスも変化し、細胞の形態や機能に影響を与えます。


参考：



２．細胞形態への影響

シェアストレスは細胞骨格の分布や量を変えることで、内皮細胞の形態や配列に影響を及ぼします。例えば、シェアストレスが高い環境では、内皮細胞が流れの方向に沿って配列し、細胞が伸びる傾向があるようです。これにより、血管の内壁が滑らかになり、血流がスムーズに流れるようになります。


詳細は東海ヒットのアプリケーションノートをご参考ください。





３．細胞機能への影響

シェアストレスは内皮細胞の機能にも大きな影響を与えます。以下のような変化が観察されています：

  1. 遺伝子発現の変化：シェアストレスにより、内皮細胞の遺伝子発現が変化します。例えば、血管のトーヌス調節に関わる一酸化窒素（NO）や、細胞増殖因子の発現が増加する結果が出ています。

    参考：

    https://square.umin.ac.jp/bme/pg70.html


  2. 細胞間接着分子の発現：シェアストレスが高い環境では、内皮細胞間の接着分子（例えばVE-カドヘリン）の発現が増加し、細胞間の結合が強化されます。

    参考：

    https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=200902290285869927


  3. 血管新生：シェアストレスは血管新生（新しい血管の形成）を促進することが知られています。これにより、組織への酸素供給が改善される効果もあるようです。

    参考：

    https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjtp1987/9/1/9_1_42/_pdf/-char/ja




４．東海ヒットのMiViVo-BPUシリーズ

東海ヒットのMiViVo-BPUシリーズは、シェアストレスの研究において重要な役割を果たします。このシリーズは、拍動定圧送液ユニットを提供し、血流のシミュレーションを行うことで、シェアストレスの影響を詳細に解析することが可能です。


MiViVo-BPUシリーズの特徴には以下が含まれます：


  • Plug and Play、準備するのは「検体、容器、培養液」のみ

  • 灌流系をCO2 インキュベータ内に搭載可能

  • 生体模倣した灌流制御、圧力制御、定流量、拍動流モードを搭載。

詳細については、東海ヒットの公式ウェブサイトをご覧ください。






５．まとめ

シェアストレスは血管内皮細胞の形態や機能に大きな影響を与えます。遺伝子発現の変化や細胞間接着分子の発現、血管新生など、さまざまな細胞応答が観察されています。これらの変化は、動脈硬化や高血圧などの疾患の発生に関与しており、シェアストレスの適切な管理が健康維持に重要です。東海ヒットのMiViVo-BPUシリーズを活用することで、シェアストレスの研究がさらに進展し、健康維持に役立つ新たな知見が得られることでしょう。









TOKAI HIT 4D-CULTURE LABをOPENしました！！！


ラボ内部の様子

株式会社東海ヒットはこの度、「TOKAI HIT 4D-CULTURE LAB」を2025年3月22日にオープンしました！


「TOKAI HIT 4D-CULTURE LAB」は、In vitroからEx Vivoまで、Dynamic Cultureを実現できる装置を幅広く揃えた、新しいカタチのラボです。

「TOKAI HIT 4D-CULTURE LAB」は研究者の支援を目的とし、ハンズオントレーニングやシミュレーションデータの提供などの技術支援、ショールームとして商品のデモンストレーションを行う予定です。


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