血管は、中枢から末梢へ向かって分岐を繰り返し、末梢部では細かい網目状のネットワークを形成している。中枢の太い血管から末梢血管まで、血流量に対応した階層的な循環網と役割分担が確立されている。毛細血管は、損傷を受けてもすぐに再生あるいは迂回路を作ることができる。その一方で、このような末梢血管の可塑性こそが、腫瘍近傍に新たに血管を呼び込むことにつながり、ガン細胞の増殖･浸潤の危険性を高める要因となっている。また、近年の胚性幹細胞の分化誘導メカニズムの解明やiPS細胞の発明、組織工学技術の発展によって、実現可能性が高まりつつある組織の再建研究では、培養条件下の未熟な組織に機能的な血管網をいかにして呼び込むかが重要な課題である。このような背景から、血管形成の制御に直結する研究・技術開発への要請は高い。
　血管ネットワークの階層構造は、脊椎動物胚の発生過程でも観察することができる。特にニワトリやウズラ等の鳥類胚は、卵黄上によく発達した卵黄嚢血管（ほ乳類の臍帯に相当）を作る。卵殻外培養法を用いれば、生体内における血管形成過程をリアルタイムで観察することが可能である。本研究では、ウズラ胚血管網への高いアクセッシビリティーを利用し、生体内の血流を実験的に操作することによって、血管形成のしくみを理解する。血流の構成的変化（流量・粘度・血球数等）と血管内皮細胞の挙動との相関について、イメージング・定量解析から基礎的な知見を積み上げ、血流の役割を詳細にする。これをもとに血管パターンを変えうる必要十分な要素を導きだし、血流の操作によって生体内で血管ネットワークを再現する。さらに、計算機によるシミュレーションで血管網の再現を試みる。本研究の最終目標は、血流に含まれる要素を変化させることにより、血管ネットワークのパターンを自在に操ることができるin vivoおよびin silicoのモデルを確立することである。
キーワード：発生生物学、血管、パターニング
2014.04～2017.03.

軟弱地盤上での羊膜形成機構－トランススケール観察によるアプローチ
2023.04～2025.03, 代表者：佐藤　有紀, 九州大学.

血流循環型細胞のサイズ制御機構
2022.04～2025.03, 代表者：佐藤　有紀, 九州大学.

全細胞挙動履歴から血管ネットワーク形成の特異点を探る
2021.10～2023.03, 代表者：佐藤　有紀, 九州大学.

科学研究費補助金　新学術領域研究「分化転換装置としての液胞バイモーダル機能の解明」
2020.04～2022.03, 代表者：佐藤　有紀, 九州大学.

公益信託 成茂動物科学振興基金　「羊膜シート伸展メカニズムの解明」
2018.10～2019.09, 代表者：佐藤　有紀, 九州大学.

公益財団法人　クリタ水・環境科学財団 「水チャネルAquaporinによる内皮－造血転換制御機構の解明」
2018.10～2019.09, 代表者：佐藤　有紀, 九州大学.

科学研究費補助金　基盤研究（B）「Egg-in-Cubeプラットホーム：３次元血管誘導と力学刺激応答試験への応用」
2018.04～2021.03, 代表者：川原　知洋, 九州工業大学.

科学研究費補助金　基盤研究（C）「内皮－造血転換における血流メカニカルストレス作用機構の解明」
2019.04～2022.03, 代表者：佐藤　有紀.

科学研究費補助金　挑戦的萌芽研究　「血液をつくる水分調節機構の解明」
2016.04～2019.03, 代表者：佐藤　有紀, 九州大学.

JST 戦略的創造推進事業（さきがけ）
2013.10～2017.03, 代表者：佐藤　有紀, 九州大学
　血管は、中枢から末梢へ向かって分岐を繰り返し、末梢部では細かい網目状のネットワークを形成している。中枢の太い血管から末梢血管まで、血流量に対応した階層的な循環網と役割分担が確立されている。毛細血管は、損傷を受けてもすぐに再生あるいは迂回路を作ることができる。その一方で、このような末梢血管の可塑性こそが、腫瘍近傍に新たに血管を呼び込むことにつながり、ガン細胞の増殖･浸潤の危険性を高める要因となっている。また、近年の胚性幹細胞の分化誘導メカニズムの解明やiPS細胞の発明、組織工学技術の発展によって、実現可能性が高まりつつある組織の再建研究では、培養条件下の未熟な組織に機能的な血管網をいかにして呼び込むかが重要な課題である。このような背景から、血管形成の制御に直結する研究・技術開発への要請は高い。
　血管ネットワークの階層構造は、脊椎動物胚の発生過程でも観察することができる。特にニワトリやウズラ等の鳥類胚は、卵黄上によく発達した卵黄嚢血管（ほ乳類の臍帯に相当）を作る。卵殻外培養法を用いれば、生体内における血管形成過程をリアルタイムで観察することが可能である。本研究では、ウズラ胚血管網への高いアクセッシビリティーを利用し、生体内の血流を実験的に操作することによって、血管形成のしくみを理解する。血流の構成的変化（流量・粘度・血球数等）と血管内皮細胞の挙動との相関について、イメージング・定量解析から基礎的な知見を積み上げ、血流の役割を詳細にする。これをもとに血管パターンを変えうる必要十分な要素を導きだし、血流の操作によって生体内で血管ネットワークを再現する。さらに、計算機によるシミュレーションで血管網の再現を試みる。本研究の最終目標は、血流に含まれる要素を変化させることにより、血管ネットワークのパターンを自在に操ることができるin vivoおよびin silicoのモデルを確立することである。
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主要著書

主要原著論文

1.	Yuki Sato, Mugiho Shigematsu, Maria Shibata-Kanno, Sho Maejima, Chie Tamura, and Hirotaka Sakamoto, Aquaporin regulates cell rounding through vacuole formation during endothelial-to-hematopoietic transition, Development, 10.1242/dev.201275, 150, dev201275, 2023.06, [URL].
2.	Yuki Sato, Kei Nagatoshi, Ayumi Hamano, Yuko Imamura, David Huss, Seiichi Uchida, Rusty Lansford, Basal filopodia and vascular mechanical stress organize fibronectin into pillars bridging the mesoderm-endoderm gap, Development (Cambridge), 10.1242/dev.141259, 144, 2, 281-291, 2017.01, [URL], Cells may exchange information with other cells and tissues by exerting forces on the extracellular matrix (ECM). Fibronectin (FN) is an important ECM component that forms fibrils through cell contacts and creates directionally biased geometry. Here, we demonstrate that FN is deposited as pillars between widely separated germ layers, namely the somitic mesoderm and the endoderm, in quail embryos. Alongside the FN pillars, long filopodia protrude from the basal surfaces of somite epithelial cells. Loss-of-function of Ena/VASP, α5β1-integrins or talin in the somitic cells abolished the FN pillars, indicating that FN pillar formation is dependent on the basal filopodia through these molecules. The basal filopodia and FN pillars are also necessary for proper somite morphogenesis. We identified a new mechanism contributing to FN pillar formation by focusing on cyclic expansion of adjacent dorsal aorta. Maintenance of the directional alignment of the FN pillars depends on pulsatile blood flow through the dorsal aortae. These results suggest that the FN pillars are specifically established through filopodia-mediated and pulsating force-related mechanisms..
3.	Yuki Sato, Greg Poynter, David Huss, Michael B. Filla, Andras Czirok, Brenda J. Rongish, Charles D. Little, Scott E. Fraser, Rusty Lansford, Dynamic analysis of vascular morphogenesis using transgenic quail embryos., PLoS One, 5, 9, 2010.09, One of the least understood and most central questions confronting biologists is how initially simple clusters or sheet-like cell collectives can assemble into highly complex three-dimensional functional tissues and organs. Due to the limits of oxygen diffusion, blood vessels are an essential and ubiquitous presence in all amniote tissues and organs. Vasculogenesis, the de novo self-assembly of endothelial cell (EC) precursors into endothelial tubes, is the first step in blood vessel formation. Static imaging and in vitro models are wholly inadequate to capture many aspects of vascular pattern formation in vivo, because vasculogenesis involves dynamic changes of the endothelial cells and of the forming blood vessels, in an embryo that is changing size and shape. We have generated Tie1 transgenic quail lines Tg(tie1:H2B-eYFP) that express H2B-eYFP in all of their endothelial cells which permit investigations into early embryonic vascular morphogenesis with unprecedented clarity and insight. By combining the power of molecular genetics with the elegance of dynamic imaging, we follow the precise patterning of endothelial cells in space and time. We show that during vasculogenesis within the vascular plexus, ECs move independently to form the rudiments of blood vessels, all while collectively moving with gastrulating tissues that flow toward the embryo midline. The aortae are a composite of somatic derived ECs forming its dorsal regions and the splanchnic derived ECs forming its ventral region. The ECs in the dorsal regions of the forming aortae exhibit variable mediolateral motions as they move rostrally; those in more ventral regions show significant lateral-to-medial movement as they course rostrally. The present results offer a powerful approach to the major challenge of studying the relative role(s) of the mechanical, molecular, and cellular mechanisms of vascular development. In past studies, the advantages of the molecular genetic tools available in mouse were counterbalanced by the limited experimental accessibility needed for imaging and perturbation studies. Avian embryos provide the needed accessibility, but few genetic resources. The creation of transgenic quail with labeled endothelia builds upon the important roles that avian embryos have played in previous studies of vascular development..
4.	Yuki Sato, Tadayoshi Watanabe, Daisuke Saito, Teruaki Takahashi, Shosei Yoshida, Jun Kohyama, Emi Ohata, Hideyuki Okano, Yoshiko Takahashi, Notch signaling mediates the segmental specification of angioblasts in somites and their directed migration toward the dorsal aorta in avian embryos, Developmental Cell, 10.1016/j.devcel.2008.03.024, 14, 890-901, 2008.06.
5.	Yuki Sato, Toshiharu Kasai, Shinichi Nakagawa, Koji Tanabe, Koichi Kawakami, Yoshiko Takahashi , Stable integration and conditional expression of electroporated transgenes in chicken embryos, Developmental Biology, 10.1016/j.ydbio.2007.01.043, 305, 616-624, 2007.02.

主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等

1.	佐藤 有紀, 血管パターニングにおける血流の役割, 生体の科学, 2014.09.

主要学会発表等

1.	Mugiho Shigematsu, Sho Maejima, Maria Shibata, Chie Tamura, Thomas M Schultheiss, Hirotaka Sakamoto, and Yuki Sato, Water permeation into the vacuoles facilitates cell rounding and release during endothelial-to-hematopoietic transition, 54th Annual Meeting of Japanese Society of Developmental Biologists, 2021.05.
2.	Mugiho Shigematsu, Chie Tamura, and Yuki Sato, Cell Budding During Endothelial to Hematopoietic Transition is Regulated by Aquaporin Water Channels, The 9th EMT International Association Meeting (TEMTIA IX), 2019.11.
3.	Mugiho Shigematsu, Chie Tamura, Yuki Sato, Cell Budding During Endothelial to Hematopoietic Transition is Regulated by Aquaporin Water Channels, 52nd Annual Meeting of the Society of Developmental Biologists, 2019.05.
4.	佐藤有紀, 脈動による空間伸縮が形態形成に果たす役割, Conbio 2017, 2017.12.
5.	佐藤有紀, 血流による血管内皮細胞挙動の制御, 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会, 2017.03.
6.	Yuki Sato, Vascular mechanical stress organizes Fibronectin into pillars bridging tissue gap, The 54th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan, 2016.11.
7.	Yuki Sato, David Huss, Rusty Lansford, Dynamic imaging of endothelial cells and circulating blood in developing embryos, Cardiovascular and Metabolic Week 2015, 2015.12.
8.	Yuki Sato, Kei Nagatoshi , Yuko Imamura , Basal Fillopodia and Vascular Pulsing Organize Fibronectin into Pillars That Bridge Somites and the Endoderm, Asia-Pacific Developmental Biology Conference, 2015.09.
9.	Yuki Sato Kei Nagatoshi, Yuko Imamura, Filopodia-Mediated Fibrillar Adhesion and Vascular Constriction Facilitate Patterned Deposition of Fibronectin Pillars that Bridge Somites and the Endoderm, The 62nd NIBB Conference, Force in Development, 2014.11.

所属学会名

学会大会・会議・シンポジウム等における役割

外国人研究者等の受入れ状況