心筋梗塞後リモデリングにおける血管周囲性線維化の分子機序の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09271
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 新谷 香 (石田香) 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50345047)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 急性心筋梗塞 / 心室リモデリング / カルパイン / ペントラキシン3

Outline of Annual Research Achievements

罹患率が高く、突然死を引き起こす心不全の多くは心筋梗塞後の代償機転である心室リモデリングが破綻した結果である。予後不良な心室リモデリングは間質と血管周囲の線維化が特徴であるが、申請者は、心筋梗塞後にカルシウム依存性プロテアーゼであるカルパインの活性化と急性期タンパク質であるPTX3の発現誘導が引き起こされていることを見出した。近年、線維化誘導因子であるアンギオテンシンII（AngII）やトランスフォーミング増殖因子TGF-β1とカルパインあるいはPTX3の関係が報告されている。そこで、本研究ではAngII-TGF-β1経路を介した血管周囲性線維化とカルパインやPTX3の関係を明らかにし、心筋梗塞後に起こるリモート領域線維化の病態を解明することを目的とした。
ラット左冠状動脈結紮による心筋梗塞モデルにおいて、虚血30分再灌流後5分というごく早期に心臓血管の平滑筋に局在するμ‐カルパインが活性化していることを見出した。このカルパイン活性化はAngII-TGF-β1経路の阻害剤であるロサルタンを投与するとTGF-β発現とともに抑制された。同様に、マウス胸部大動脈から単離した平滑筋細胞にTGF-βを添加し培養すると、24時間後にμ‐カルパインの活性化が確認できた。
一方、PTX3はラット心筋梗塞モデルの心筋では、再灌流後数時間後に一過性に発現が上昇しているように見えたが、その後発現量は低下していった。マウス単離血管平滑筋細胞へのTGF-β暴露では2時間以降に蛋白発現量が低下した。
次年度に、これらの変化とAngII-TGF-β1経路を介した血管周囲性線維化の関係について解析を進める予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、心筋梗塞モデルにおけるカルパイン活性の変化を明らかにすることができた。PTX3に関しては、in vivoモデルでの実験の再現性が低かったので、単離血管平滑筋細胞のTGF-β暴露モデルに変更したところ、安定した結果を得ることができた。

Strategy for Future Research Activity

カルパインに関しては、カルパイン阻害剤を投与したラット心筋梗塞モデルを用いて、虚血再灌流で活性化するカルパインとAngII-TGF-β1経路の関係について解析を進める。
PTX3に関しては、単離血管平滑筋細胞の暴露モデルにおいて、組み換えPTX3蛋白を添加するなどして、AngII-TGF-β1経路を介した線維化進展の分子機序を明らかにする。

Causes of Carryover

当初はPTX3の実験にもラット心筋梗塞モデルを使用する予定であったが、単離血管平滑筋細胞でも、検討したいAngII-TGF-β1経路を安定して再現できることが明らかになり、この系での実験に変更したため、消耗品が抑えられた。細胞実験ではsiRNAなどの実験も行なえるので、次年度使用額をそれらの実験に当てる予定。