血管内皮細胞が産生するグリコサミノグリカン糖鎖の微細構造解析とその代謝調節

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14771296
• Research Institution: Hokuriku University
• Principal Investigator: 藤原 泰之 北陸大学, 薬学部, 講師 (40247482)
• Keywords: プロテオグリカン / グリコサミノグリカン / 蛍光標識糖鎖電気泳動法 / 糖鎖構造 / 増殖因子 / サイトカイン / 血管内皮細胞 / 血管平滑筋細胞

Research Abstract

本研究の目的は,蛍光標識糖鎖電気泳動法を用いて各種血管内皮細胞が産生するグリコサミノグリカン(GAGs)の微細構造とその合成調節を明らかにすることである。今年度は各種血管内皮細胞を用い,血管の部位の違いによる糖鎖構造の違いを検討するとともに,細胞増殖因子・サイトカインによるGAG微細構造の合成調節を調べ,以下の知見を得た。
1.各種血管内皮細胞が産生するGAGsの微細構造解析
ウシ大動脈由来血管内皮細胞が産生するヘパラン硫酸(HS)の主な二糖組成は,UA-GlcNAc>UA-GlcNS>UA(2S)-GlcNSであり,ヒト冠動脈内皮細胞およびヒト脳微少血管内皮細胞においても同様の結果が得られた。しかしながら,ヒト大動脈内皮細胞が産生するHSの主な二糖組成の存在比はUA(2S)-GlcNS>UA-GlcNS>UA-GlcNAcの順であった。一方,検討したすべての内皮細胞層において,コンドロイチン/デルマタン硫酸(CS/DS)の主な二糖組成は,UA-GalNAc(6S)>UA-GalNAc(4S)>UA-GalNAc(4S,6S)であった。以上より,ヒト大動脈血管内皮細胞は他の内皮細胞に比べ硫酸化度の高いHSを保持していることが示された。このような糖鎖構造の違いは内皮機能をはじめとする血管組織の機能調節に影響を及ぼすものと推察される。
2.増殖因子・サイトカインによる血管内皮細胞GAGsの微細構造調節
高細胞密度のウシ大動脈由来血管内皮細胞をFGF-2,VEGF, TGF-β,IL-1βおよびTNF-αでそれぞれ処理した場合,GAGsのトータル量を変化させる増殖因子・サイトカインは存在したが,HSおよびCS/DSの二糖組成を顕著に変化させるものは認められなかった。しかしながら,低細胞密度の内皮細胞において,FGF-2がHSの構成二糖の一つであるUA(2S)-GlcNSの割合を増加させ,その結果UA-GlcNAcの割合を減少させることが示された。一方,CS/DSの二糖組成は,FGF-2による変化は認められなかった。従って,FGF-2は血管内皮細胞の細胞密度に依存した様式でHS糖鎖の微細構造調節に関与することが示唆された。

Research Products

• [Publications] Yasuyuki Fujiwara: "Analysis of chondroitin/dermatan sulfate microstructure in cultured vascular smooth muscle cells after exposure to lead and cadmium."Journal of Health Science. 49・6. 534-540 (2003)
• [Publications] Toshiyuki Kaji: "Vascular smooth muscle cells in culture express tumor necrosis factor-α that suppresses collagen synthesis depending on cell density."Journal of Health Science. 49・2. 115-122 (2003)
• [Publications] Toshiyuki Kaji: "Sodium spirulan as a potent inhibitor of arterial smooth muscle cell proliferation in vitro."Life Sciences. 74・19. 2431-2439 (2004)
• [Publications] Yasuyuki Fujiwara: "Cell biological study on abnormal proteoglycan synthesis in vascular cells exposed to heavy metals."Journal of Health Science. (発表予定). (2004)