2005 Fiscal Year Annual Research Report
虚血性心疾患と関連疾患及び虚血再灌流による血管病変に関する分子病態学的研究
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16390191
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉田 謙一 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40166947)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上村 公一 東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (30244586)
新谷 香 東京大学, 大学院医学系研究科, 助手 (50345047)
木村 博子 順天堂大学, 医学部, 講師 (00053299)
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| Keywords | 虚血性心疾患 / 虚血再灌流 / 一酸化窒素 / 活性酸素 / 過酸化脂質 / アポトーシス / コネクシン / 不整脈 |
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| Research Abstract |
1.虚血再灌流時の血管開存における一酸化窒素と活性酸素の寄与に関する研究
短時間虚血後再灌流時、血管が開く"反応性充血"は、血管内皮一酸化窒素(NO)産生酵素(eNOS)の、PI3 kinase/Aktによるリン酸化によることを、生化学的・免疫組織学的手法によって見出した。一方、長時間(>45分)虚血後再灌流時、血管が閉じる"no reflow"の原因が、Protein Kinase C (PKC), NADPH oxidase活性化を介した活性酸素生成によるeNOS活性化の阻害にあることを見出した。
病態下、NADPH oxidaseや脱共役したeNOS等より活性酸素が過剰量産生され、脂質過酸化やDNA・蛋白質の障害を促し、動脈硬化や細胞死に貢献している。私達は、希土類錯体と時間分解蛍光測定の原理を応用して、従来法のELISAより約100倍高感度の4-hydroxynonenal (HNE)の時間分解蛍光測定法を開発した。その結果、細菌内毒素(LPS)投与ラットの血中HNEが、単球NADPH oxidase活性化により一過性に上昇することを見出した。
虚血再灌流や炎症の病態下、誘導型NO産生酵素(iNOS)よりNOが過剰量産生され、また、NOと活性酸素が反応して、強力な酸化促進物質であるperoxynitrate (ONOO-)を生成する。このONOO-は蛋白質のチロシン残基と反応して、ニトロチロシン(NT)を生成する一方、HNEなど過酸化脂質生成を促す。短時間虚血後再灌流時、血管内皮のNT生成が上昇していたが、血管拡張を阻害していなかった。しかし、長時間虚血後再灌流時、心筋・間質細胞のNT免疫染色が増強し、アポトーシス(TUNEL染色)が増強していた。このNTによるアポトーシス促進現象に、NOS、PKC, NADPH oxidaseなどが関与していると思われる。しかし、HNEと、血管拡張・収縮、細胞死との関連性は明らかでなかった。
2.虚血心筋のConnexin-43の変化と不整脈に関する研究
隣接する心筋はGap Junction (GJ)によって連結され、電気的刺激やイオンなど小分子の伝達によって、協調した心筋の拍動が可能となる。反対に、このGJ伝達の乱れが不整脈の原因となる他、細胞死にかかる物質の伝播にも影響を及ぼすと考えられている。GJは、主にConnexin-43 (CX43)によって構成されるチャンネルによって構成されている。一方、心筋細胞の側方には、ヘミチャンネルという小分子透過性のCx43によって構成されるチャンネルがあるが、その機能は未解明である。私達は、短時間虚血により、培養心筋、及びラット心臓のヘミチャンネルのCx43が増加する現象を見出した。そして、培養心筋のシートが協調して拍動するとき、カルシウム(Ca^<2+>)が波動として伝わることを見出した。また、虚血時には、このCa^<2+>の伝達が障害されることを見出した。
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