虚血性心疾患の成因における炎症性機序の役割に関する基礎的・臨床的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09470169
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 下川 宏明 九州大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (00235681)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 毛利 正博 九州大学, 医学部, 助手 (60264032) ; 丸山 征郎 鹿児島大学, 医学部, 教授 (20082282) ; 居石 克夫 九州大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (70108710) ; 佐藤 真司 九州大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (60274445) ; 大原 郁一 九州大学, 院・医学部, 助手 (90185364)
• Keywords: サイトカイン / 動脈硬化 / 冠動脈攣縮 / 血管リモデリング / 一酸化窒素 / 低分子量G蛋白 / Rho-kinase / 遺伝子治療

Research Abstract

1.基礎研究
(1)IL-1βの慢性投与により惹起される冠動脈硬化病変では、内皮依存性弛緩反応は保たれている反面、血管平滑筋の収縮性が亢進しており、したがって、冠動脈攣縮の主因は血管平滑筋の過収縮であることを動物モデルにおいて初めて明らかにした。
(2)本モデルでは、IL-1βの投与により冠動脈平滑筋にはiNOSの発現が誘導され、このiNOSから一過性に大量に産生・遊離されるNOも抗動脈硬化的に働くことを、in vivoのモデルとして初めて明らかにした。
(3)本モデルにおける冠動脈攣縮の分子機構として、血管平滑筋収縮に関わるシグナル伝達路の中で低分子量G蛋白の一つであるRhoおよびその標的であるRho-kinaseの発現や活性が亢進しており、その結果myosin phosphataseが抑制されることが重要であることを明らかにした。
(4)ブタの冠動脈への生体内での遺伝子導入法を確立した。すなわち、infiltrator balloon angioplasty catheter(IABC)を用いてadenovirusをvectorとして用いたウイルス液を直接冠動脈壁内に投与することにより、約7日後をピークとして、導入された任意の遺伝子が血管平滑筋を中心に高効率に発現することを示した。実際に、冠動脈のバルーン傷害後にIABCを用いてCNP遺伝子を導入したところ、その後の内膜肥厚形成に抑制された。
(5)冠動脈の病的血管リモデリングの形成・維持にRho-kinaseが深く関与していることを明らかにした。すなわち、選択的Rho-kinase阻害薬であるhydroxyfasudil慢性投与あるいはIABCを用いたDominant negative Rho-kinaseの遺伝子導入により、IL-1βモデルにおける病的冠動脈リモデリングが著明に退縮した。
2.臨床研究
虚血性心臓病患者の血中サイトカインの動態について検討したところ、マクロファージの活性化により動脈硬化を促進すると考えられるmacrophage-colony stimulating factor(M-CSF)の血中濃度が冠動脈罹患病変枝数の増加や狭心症の不安定化に伴い増加し、逆に、抗炎症性サイトカインと考えられている transforming growth factor-β(TGF-β)が鏡像的に減少することを見い出した。

Research Products

• [Publications] Fukumoto Y, Shimokawa H, et al.: "Vasculoprotective role of inducible nitric oxide synthase at inflammatory coronary lesions induced by chronic treatment with interleukin-1β in pigs in vivo."Circulation. 96. 3104-3111 (1997)
• [Publications] Tashiro H, Shimokawa H, et al.: "Altered plasma levels of cytokines in patients with inschemic heart disease."Coronary Artery Disease. 8. 143-147 (1997)
• [Publications] Katsumata N, Shimokawa H, et al.: "Enhanced myosin light chain phosphoryla-tions as a central mechanism for coronary artery spasm in a swine model with interleukin-1β"Circulation. 96. 4357-4363 (1997)
• [Publications] Miyata K, Shimokawa H, et al.: "Endothelial vasodilator function is preserved at the spatic/inflammatory coronary lesions in pigs."Circulation. 100. 1432-1437 (1999)
• [Publications] Shimokawa H, Seto M, et al.: "Rho-kinase-mediated pathway induces enhanced myosin light chain phosphorylations in a swine model of coronary artery spasm."Cardiovascular Research. 43. 1029-1039 (1999)
• [Publications] Shimokawa H.: "Cellular and molecular mechanisms of coronary artery spasm.-Lessons from animal models-"japanese Circulation Jouranl. 64. 1-12 (2000)
• [Publications] Shimokawa H.: "Molecular mechanisms of Smooth Muscle Contraction."R.. G. Landes Co.. 107-117 (1999)