【細胞生物学】血管の形をつくる細胞メカニズムを解明　生き物の形態が２次元・３次元で秩序よくつくられるしくみを実証

もろ禿HINE! ★＠＼(^o^)／

共同発表：血管の形をつくる細胞メカニズムを解明～生き物の形態が２次元・３次元で秩序よくつくられるしくみを実証～
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20151120-2/index.html

ポイント
血管新生では、一つ一つの血管内皮細胞が複雑な運動を行いながら、出芽・伸長・分岐・管腔形成といった二次元・三次元にわたって秩序ある血管形態をつくっていく（図１）。
このしくみは、これまでの医学研究の長い歴史の中で大きな研究対象であったにも関わらず、実はいまだ十分に理解されていない。
生物学と数理科学・コンピュータ科学を融合させた研究により、血管の伸長を担う多細胞運動のしくみとして、細胞が自発的に自らを制御して自律的に動く過程と、隣接した細胞から
適宜影響を受けて協調的に動く過程がうまく共存することで、全体の動きが巧みに統制されていることを明らかにした。
今回明らかにした血管新生のメカニズムは、生物の形態形成を支える共通原理になることが期待される。

熊本大学大学院生命科学研究部循環器内科学／熊本大学国際先端医学研究機構の西山功一　特任講師／主任研究員、東京大学大学院医学系研究科代謝生理化学の
栗原裕基　教授、杉原圭　学部生（現東京大学附属病院　臨床研修医）らの研究グループは、血管新生注１）において血管が伸長する際の血管内皮細胞注２）運動を制御する
しくみを、生物学と数理モデル注３）・コンピュータシミュレーションを融合させた先端的な研究手法により明らかにしました。

生物は、最小の機能単位である細胞が寄り集まった多細胞体です。しかし、細胞の集まりが、組織や器官といった秩序ある形態や構造をつくり機能するしくみはほとんど分かっていません。
中でも血管は、体中の全組織に十分な酸素や栄養源を効率よく供給するため、組織や組織の間に入り込み、血管外の環境との相互作用により、巧妙な枝分かれ構造をとっています。
これまでに本研究グループは、新しく血管がつくられる（血管新生）際の細胞の動きに着目し、特に血管内皮細胞の動きをリアルタイムで可視化し、定量的に捉えることを可能にしてきました。

今回さらに、血管の伸長を制御するしくみについて、細胞が自発的に自らを制御して動く過程（自律的過程）と、隣接した細胞から適宜影響を受けて動く過程（協調的過程）がうまく
共存することで、全体の動きが巧みに統制されていることを世界に先駆けて実証しました。興味深いことに、血管内皮細胞が前後したり、お互いに追い抜きあったりという血管新生で
見られる複雑な細胞集団の動きを制御している中枢部分は、細胞一つ一つの動き（スピードと方向性）の「確率的な変化」として十分説明できることをコンピュータシミュレーションで
実証しました。対して、血管の伸長に重要な先端細胞注４）の動きは、一つ一つの細胞の確率的な動きのみでは十分説明できず、後続の茎細胞注５）との相互作用により、より厳密に
制御されていることも新しく分かってきました。

本研究の成果は、血管の形態形成のみならず、さまざまな組織の形態形成における多細胞運動を支える共通原理として広く普及することが期待されます。

本研究成果は、科学雑誌「Ｃｅｌｌ　Ｒｅｐｏｒｔｓ」オンライン版で米国時間の２０１５年１１月１９日（木）正午（日本時間の１１月２０日（金）午前２時）に公開されます。

（以下略）

【細胞生物学】血管の形をつくる細胞メカニズムを解明 生き物の形態が２次元・３次元で秩序よくつくられるしくみを実証

【細胞生物学】血管の形をつくる細胞メカニズムを解明　生き物の形態が２次元・３次元で秩序よくつくられるしくみを実証