平滑筋細胞に起因する新たな動脈硬化進展メカニズムの解析とその抑制方法の構築

• Project/Area Number: 18K06666
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 加藤 里奈 昭和大学, 薬学部, 講師 (30392400)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 板部 洋之 昭和大学, 薬学部, 教授 (30203079)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 平滑筋細胞 / 動脈硬化 / 酸化ストレス / Peroxiredoxin 2 / Peroxiredoxin 4 / Thioredoxin / 平滑筋細胞分化マーカー / apoEノックアウトマウス

Outline of Annual Research Achievements

動脈硬化の進展過程において、動脈硬化巣からの刺激に応じて平滑筋細胞は形質変化し、病態進展に関与すると考えられてきた。我々は、動脈硬化巣が新たに形成される直前に平滑筋細胞は分化型から脱分化型へ形質変化し、病巣形成に関与する可能性を示してきた。
apoEノックアウトマウスの大動脈凍結切片の平滑筋細胞分化マーカーα-smooth muscle actin(SMA)とSM22を蛍光抗体法により二重染色し、共焦点顕微鏡により観察した。正常大動脈平滑筋層は、α-SMAとSM22が共局在していた。動脈硬化の初期病変が形成された近傍は、病巣に隣接しない領域の平滑筋細胞層のα-SMAとSM22発現が共に低下していた。平滑筋細胞は、動脈硬化巣形成前より脱分化型への形質変化が進行していた。
平滑筋細胞は、脱分化の進行と共に過酸化水素を消去する抗酸化タンパク質であるPeroxiredoxin2(Prx2)の発現が低下する。PrxのアイソフォームやPrxと共役して過酸化水素消去に寄与するThioredoxin(Trx)の分布を解析した。正常大動脈平滑筋層は、分泌型のPrx4、Trxが発現しているが、病巣形成初期はその発現が低下していた。予備的検討からPrx2発現低下への転写因子の関与が示唆され、更なる解析が必要と考えている。
初代培養ヒト平滑筋細胞のPrx2のノックダウンが、形質に及ぼす影響を検討した。Prx2 siRNAにより平滑筋細胞のPrx2タンパク質量がコントロールの約40%に低下したとき、α-SMAが72%に低下し、脱分化マーカーSMembは357%に上昇した。平滑筋細胞のPrx2低下は、分化型から脱分化型への形質変化を促す可能性が示唆された。
平滑筋細胞は、Prx2等の低下に伴う酸化ストレス亢進により分化型から脱分化型へ形質変化し、動脈硬化の進展に重要な役割を担う可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Temporal and spatial changes of peroxiredoxin 2 levels in aortic media at very early stages of atherosclerotic lesion formation in apoE-knockout mice. (2019)
  • Author(s): Kato R, Hayashi M, Aiuchi T, Sawada N, Obama T, Itabe H.
  • Journal Title: Free Radic Biol Med. Volume: 130 Pages: 348-360
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.10.458
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Peroxiredoxin 2 levels change temporally and spatially in aortic media before atherosclerotic lesion formation in apoE-knockout mice (2019)
  • Author(s): Hiroyuki Itabe, Rina Kato, Toshihiro Aiuchi, Naoko Sawada, Takashi Obama
  • Organizer: The 9th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research-Asia (SFRR-Asia 2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 動脈硬化初発病変形成時の酸化ストレス上昇 (2018)
  • Author(s): 加藤里奈，築地可奈，西内愛香，小澤雪乃，知念良憲，渡辺窓香，相内敏弘，澤田直子，小浜孝士，板部洋之
  • Organizer: 第33回日本酸化ストレス学会関東支部会
• [Presentation] 動脈硬化初期過程の平滑筋細胞の酸化ストレス亢進は抗酸化タンパク質Peroxiredoxin 2とThioredoxinの低下が関与する (2018)
  • Author(s): 加藤里奈、嶋﨑萌夏、小澤雪乃、知念良憲、渡辺窓香、相内敏弘、澤田直子、小浜孝士、板部洋之
  • Organizer: 第91回日本生化学会大会
• [Presentation] 動脈硬化初期病変進展過程の酸化ストレスと抗酸化タンパク質発現の関係 (2018)
  • Author(s): 西内愛香、加藤里奈 築地可奈、小澤雪乃、知念良憲、渡辺窓香、相内敏弘、澤田直子、小浜孝士、板部洋之
  • Organizer: 第62回日本薬学会関東支部大会