心筋梗塞化におけるコネクシン43分解の病態生理学的研究と早期梗塞診断の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11877078
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 吉田 謙一 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40166947)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 秋 利彦 山口大学, 医学部, 助手 (60304474)
• Keywords: 虚血 / 心筋梗塞 / コネクシン43 / プロテアソーム / 免疫組織 / カルパイン / 不整脈 / 突然死

Research Abstract

1、ラット心筋梗塞モデルを用い、狭心症モデルである短時間虚血再潅流反覆によるischemic preconditioning(IP)がProtein Kinase C(PKC)-εの核移行、血管内皮成長因子(VEGF)遺伝子誘導、そして血管新生を促進して、IPに続く永久閉塞による梗塞を縮小することを見出した。これは、狭心症患者の梗塞進展が抑制されることを説明する。一方、PKCはコネクシン43のリン酸化を介して、蛋白分解の感受性を調節している可能性があり、今後検討する。
2、同じモデルで、心筋梗塞1時間では、コネクシン43のバンドが下方に変移(脱リン酸化)し、2〜3時間では分解のために消失することを見出した。プロテアソーム阻害剤及びIPが、コネクシン43の減少を抑制した。IPの効果はプロテアソーム活性化阻害によるのかもしれないが、他にち、カルパインやリソソームプロテアーゼの関与の可能性もあり、検討中である。
3、同じモデルで、in situ hybridizationにより心筋梗塞3時間でコネクシン43遺伝子が虚血部、非虚血部を問わず著減したが、IPがこれを抑制した。これらのことより、心筋梗塞の早期より、おそらく、プロテアソームによりコネクシン43の蛋白分解、及びmRNAの分解促進ないし転写活性化が抑制されること、IPがプロテアソーム活性化抑制によりこれらを抑制する可能性が示唆された。Northern blottingにより、mRNAの定量を試みつつある。
4、梗塞周辺部でコネクシン43の免疫染色性が低下することを確認した。心筋細胞が連絡し電気的信号が伝わる介在板ギャップジャンクションのイオンチャンネルを構成するコネクシン43の分解は不整脈の原因となる可能性が高い。組織学的に明らかな虚血特異的な病変が出現する以前に当たると思われる時期の、この免疫組織学的変化は、梗塞早期のひとつの指標と成り得るばかりでなく、多くの心臓性突然死において、重要な関与をする不整脈の間接的証拠でもあり、診断への応用が期待される。

Research Products

• [Publications] Shama,K.M.: "Transient upregulation of myotonic dystrophy protein kinase-binding protein, MKBP, and HSP27 in the neonatal myocardium."Cell Structure and Function. 24. 1-4 (1999)
• [Publications] Yoshida,K.: "Nitric oxide mediates protein kinase C isoform translocation in rat heart during postischemic reperfusion."Biochimica et Biophysica Acta.. 1453. 230-238 (1999)
• [Publications] Harada,K.: "Translocation and down-regulation of protein kinase C-α,-β,and-γ isoforms during ischemia-reperfusion in rat brain."J Neurochem.. 72. 2556-2564 (1999)
• [Publications] Yoshida,K.: "Translocation of HSP27 and MKBP in ischemic heart."Cell Structure and Function. 24. 181-185 (1999)
• [Publications] Ueyama,T.Yoshida,K. 他: "Emotional stress induces immediate-early gene expression in rat heart via activation of alpha-and beta-adrenoceptors."Am J Physiol.. 277. H1553-1561 (1999)
• [Publications] Mizukami,Y.Yoshida,K. 他: "Nuclear mitogen-activated protein kinase activation by protein kinase C zeta during reoxyenation after ischemic hypoxia."J Biol Chem.. 275. 19921-19927 (2000)
• [Publications] Yoshida,K.: "Myocardial ischemia-reperfusion injury and proteolysis of fodrin, ankyrin and calpastatin.Methods in Molecular Biology 144:268-275,2000."Methods and protocols""Humana Press(Totowa,New Jersey). 8 (2000)