糖尿病性心筋障害における細胞外マトリックス蛋白オステオポンチンの功罪の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570676
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 芦澤 直人 長崎大学, 医学部附属病院, 講師 (10301368)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢野 捷介 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (50039864) ; 瀬戸 信二 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助教授 (00136657) ; 河野 浩章 長崎大学, 医学部附属病院, 助手 (30325659) ; 山下 俊一 長崎大学, 医学部, 教授 (30200679)
• Keywords: 高血糖 / 虚血 / 心筋障害 / 細胞外マトリックス / オステオポンチン / 心筋細胞 / 心線維芽細胞

Research Abstract

糖尿病性心筋障害の原因として、高血糖自体、あるいは高血糖に起因する多くの分子病態が寄与していると考えられる。なかでも虚血が絡んだ際の心筋における細胞外マトリックス蛋白発現の変化に関する報告は少ない。本研究の目的は、細胞外マトリックス蛋白の一つであるosteopotinに着目し、虚血・高血糖条件下での心筋細胞、あるいは心線維芽細胞における細胞障害に、osteopontinが関与しているか否かをin vitroで実験を行い、さらに、in vivoでその発現を確認するところにある。
まずin vitroの実験として、新生仔SDラット心室筋初代培養系より、心筋細胞、心線維芽細胞を(1)5.5mM glucose,(2)37.5mM glucose、(3)37.5mM D-mannitol(浸透圧対照)の3群に分けて培養し、それぞれ、18%酸素(normoxia),1%酸素(hypoxia)条件下に処理した。培養細胞よりmRNAを、conditioned mediumより蛋白を抽出し、osteopontinの発現レベルをRT-PCR、およびWestern blotにより経時的に(2-48時間)比較検討した。
その結果、心線維芽細胞においては、高血糖、低酸素条件下においても、正常血糖、正常酸素下と比較し、蛋白、RNAレベル共に発現の相違を認めなかったが、心筋細胞においては、高血糖、正常血糖にかかわらず低酸素下でのみ蛋白、RNAレベルでの発現増強を認めた。
以上より心筋細胞においては短時間の高血糖状態によるosteopontinの発現には影響せず、むしろ虚血により、心筋障害の進行する可能性が示唆された。
今後は糖尿病モデルラットを用い、冠動脈狭窄による虚血有無での心機能、左室肥大、線維化の比較検討を行う。また心臓より抽出したmRNA,蛋白を用い、osteopontin, fibronectin, collagen I, III, TGF-betaの発現を比較し、in vivoでの虚血、高血糖での発現の相違についても検討する。