Elucidation of a new mechanism for peripheral circulation by 2-arachidonoylglycerol in septic shock

Research Project

Project/Area Number	22K17353
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
Research Institution	Nara Medical University
Principal Investigator	勇井克也奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (50783875)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000) Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	Contraction / Relaxation / Shock / Endocannabinoid / Endothelial cell / Inflammation
Outline of Research at the Start	敗血症は、救命で遭遇する最も重篤な病態で、死亡率も40%-50%と非常に高いことが知られている。炎症下において病態の初期から血小板やマクロファージより放出される2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)が、敗血症患者の血液中で急激に上昇し、重篤な血圧低下を起こすが、詳細は不明である。実際、敗血症の対処療法として血液洗浄による2-AGの除去が行なわれているに過ぎない。本研究において、2-AGを中心とした敗血症性ショックの初期における末梢循環調節機構を解明することにより、敗血症性ショックの遅延および予防が可能と考えた。末梢循環の血行動態の解明は、血液浄化法などの敗血症治療の根拠と成り得ることが期待される。
Outline of Annual Research Achievements	内在性カンナビノイドである2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)は敗血症患者において血中濃度が上昇し、敗血症性ショックにおける血圧低下に関与することが知られているものの詳細なメカニズムは不明のままである。2-AGの機能解明は敗血症治療方法の確立に貢献する可能性を秘めている。そこで、正常ラットの摘出血管を用い、2-AGを中心とした敗血症初期に起こるWarm shock時の末梢循環の分子機構を明らかにする。まず、サイトカイン暴露下におけるラットSMAリング標本中の2-AGの定量を行うため質量分析装置DPiMS(既存装置)用いた。分析条件として0.１％ギ酸/エタノールを希釈溶液とし、[M+H]+　m/z= 379.2→287.2・CE＝15Vと設定することにより定量を可能とした。また、ラットの上腸間膜動脈のリング標本作製し、organ chamber内に懸垂する。標本に一定の張力を負荷し安定させた後、収縮惹起剤(フェニレフリン)を添加し、最大収縮に達した後に2-AGを段階的に添加し、内皮細胞存在下における血管弛緩に対する影響を検討した。SMAは段階的に弛緩し、最終濃度で完全に弛緩した。2-AGに弛緩作用があることが判明したので、次に収縮惹起剤(フェニレフリン)を添加し、最大収縮に達した後に2-AGを添加し、張力変化の連続波形を解析した。2-AG負荷によって一過性収縮および弛緩反応を示さなかった。さらに、SMAの最大収縮にIL-1βを添加すると、一過性収縮と急激な弛緩の示していたことに対して、フェニレフリン収縮の30分前に2-AGを前処置し、収縮が最大に達したところにIL-1βを添加し、1時間毎の張力の変化を調べたところ、一過性収縮を示したが、弛緩は認められなかった。以上より、2-AG濃度の変化が、敗血症性ショック時の急激な弛緩に影響することが示唆された。今後、遺伝子発現の変化についても行う予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 質量分析装置DPiMSの機器のメンテナンス時期と重なり、条件設定に時間を費やしたため、計画が遅れていたが、条件を設定することができた。
Strategy for Future Research Activity	令和5年度の成果とともに引き続き研究を進め、2-AGが血管に及ぼす反応について、 2-AGの阻害剤(JZL184、URB597、AM251)、TXA2やNO経路の阻害剤などを用いて、さらにサイトカインに対するの相乗効果への影響について検討する予定である。