細胞内情報伝達機構阻害剤を用いた血管リモデリングの分子機構の検討

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08670842
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 下門 顕太郎 国立循環器病センター研究所, 循環動態機能部, 室長 (30192115)
• Keywords: 血管平滑筋 / ケモタキシス / イノシトールリン脂質 / PDGF / 阻害剤 / 細胞内情報伝達 / Phosphatidylinositol 3-kinase

Research Abstract

【目的】血管平滑筋の増殖・遊走の分子機構を解明する一環として、PDGFによる遊走・増殖におけるphosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)の役割を検討した。また実際の血管壁におけるPI3Kの活性化状態も検討した。【方法】培養ラット大動脈平滑筋を用いPDGFの作用発現におけるPI3Kの役割を特異的PI3K阻害剤(wortmanin[WT]およびLY294002[LY])およびdominant negative PI3Kを用いて検討した。遊走はBoyden chamber、細胞骨格の変化に対するWTの効果についてはTRICT-phalloidin染色、糖取り込みは3H-deoxyglucose、アミノ酸取り込みは3H-leucine,3H-arginine、3H-proline、またDNA合成は3H-thymidineを用いて検討した。PI3K活性はphosphatidylinositolを基質として測定した。また、ラットの大動脈壁のPI3Kのチロシンリン酸化状態および活性についても検討した。【結果】WT(10^<-9>-10^<-6>M)およびLY(10^<-5>M)はPDGFによる平滑筋細胞の遊走に影響を与えなかった。この濃度のWTはPDGFによるPI3K活性化を完全に抑制した。さらに、dominant negative PI3Kを過剰発現させたCHO細胞(CHO/△p85cells)はPDGFにより親株細胞と同程度に遊走した。一方、WTはPDGFによるSwiss 3T3細胞のstress fiberの消失を抑制した。また3種類の異なるアミノ酸取り込みはWTにより完全に阻害された。PDGFによる糖取り込みおよびDNA合成促進は、WTにより部分的に阻害された。ラットの正常大動脈壁でもPI3Kの活性を検出された。【考察】これまで、PDGFによる細胞遊走作用にはPI3Kの活性化が不可欠であるとされてきたが、我々の研究により血管平滑筋遊走の細胞内情報伝達経路にはPI3Kが関与していないことが判明した。これは、同じ増殖因子であっても、細胞種が異なると、細胞内情報伝達系路が異なることを示している。細胞遊走が見られない正常血管においてもPI3Kは活性化されており、アミノ酸や糖の取り込みなど正常血管機能維持に役割を果している可能性が大である。

Research Products

• [Publications] Higaki,M: "Phosphatidylinositol 3-kinase-independent signal transduction pathway for PDGF-induced chemotaxis." J Biol Chem. 271. 29342-29346 (1996)
• [Publications] Shimokado,K: "Signal transdcution of PDGF-induced chemotaxis of vascular smooth muscle cells." Ann NY Acad Sci. 811. 130-133 (1997)
• [Publications] Harada-Shiba,M: "Oxidized-low density lipoprotein induces apoptosis in cultured human umbilical vein endothelial cells by common and unique mechanisms." J Biol Chem. (in press).
• [Publications] Li,X-A: "Serum amyloid P component associates with high density lipoprotein as well as very low density lipoprotein but not with low density lipoprotein." Biochem Biophys Res Comm.(in press).
• [Publications] Sato,N: "Changes of gene expression by lysophosphatidylcholine in vascular endothelial cells,12 upregulated distinct genes including 5 cell growth-related,3 thrombosis-related." J Biochem.(in press).
• [Publications] 檜垣雅英: "血管平滑筋細胞機能とPI3キナーゼ" 医学のあゆみ. 182・5. 338-342 (1997)