炎症性サイトカインを用いた慢性心不全モデルの確立とその予防法・治療薬の開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08557050
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 下川 宏明 九州大学, 医学部, 助教授 (00235681)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市来 俊弘 九州大学, 医学部, 助手 ; 筒井 裕之 九州大学, 医学部, 講師 (70264017) ; 住本 英樹 九州大学, 医学部, 教授 (30179303) ; 居石 克夫 九州大学, 医学部, 教授 (70108710) ; 内海 英雄 九州大学, 薬学部, 教授 (20101694)
• Keywords: 炎症性サイトカイン / 接着因子 / 一酸化炭素 / superoxide anion / peroxynitrite

Research Abstract

1. 大型動物(イヌ)において、炎症性サイトカインを、長期間にわたり心臓にのみ作用させることのできる実験モデルを確立した。すなわち、代表的炎症性サイトカインであるインターロイキン-1β(lL-1β)をマイクロスフェア(MS)表面上に固相化し(100mg/100万個/kg)、これを透視下に左冠動脈主幹部より投与し、全身への影響なく選択的に左室のみに長期間炎症性サイトカインが作用するモデルを確立した。このモデルでは、IL-1βMS投与(lL-1β群)により左室機能が著明に低下し、投与後1週間まで遷延化した。これに対して、MSのみの投与(対照群)ではMS投与後左室機能は一過性に低下したものの1-2日後には正常化した。病理組織学的には、lL-1β投与群において炎症細胞(特に好中球)の心筋組織への浸潤を認めた。
2. 本モデルの遷延化する心機能障害の成因における炎症細胞の心筋組織中への浸潤の意義について検討した。すなわち、接着因子阻害剤であるSLeX-oligosaccharide(SLeX-OS)またはP-selectin抗体であるPB1.3を前投与したところ、炎症細胞浸潤に加えて心機能障害も著明に防止できた。
3. 次に、誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)由来のNOの役割について検討した。iNOSの発現を阻害する目的で非特異的蛋白合成阻害薬であるdexamethasone(DEX)、またはiNOS阻害薬であるaminoguanidine(AG)を前投与してところ、IL-Iβによる遷延化する心機能障害は著明に抑制された。
4. 本モデルにおけるsuperoxide anionの役割についても検討した。その産生阻害薬であるOPC-6535を前投与すると、やはりIL-1βによる遷延性心機能障害が著明に防止された。
5. NOとsuperoxide anionが反応すると、より細胞障害性の強いperoxynltrite(ONOO^-)が産生される。ONOO^-産生の生体内でのマーカーであるnitrotyrosine濃度を心筋組織で測定したところ、IL-1β群では対照群に比してその産生が著明に亢進しており、SLeX-OS・PB1.3・DEX・AG・OPC-6535いずれの群でもその産生が著明に抑制されていた。nitrotyrosineの心筋中濃度と左室機能との間には有意の負の相関があったところから、ONOO^-が本モデルにおける最終的な心筋障害因子の一つであることが示唆された。

Research Products

• [Publications] OyamaJ et al.: "Role of nitric oxide and paroxynitrite in the cytokine-induced myocardial dyocardial dysfunction in dogs in vivo." Journal of Clinical Investigation. 101. 2207-2214 (1998)
• [Publications] Momii H et al.: "Inhibition of adhesion molecules markidly ameliorates cytokine-induced sustained myocardial dysfunction in dogs in vivo." Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 30. 2637-2650 (1998)
• [Publications] Cheng X-S et al.: "Role of superoxide anion in the pathogenesis cytokine-induced myocardial dysfunction in dogs in vivo." Cardiovascular Research. (in press). (1999)