Effects of COMT activity and salt-sensitive hypertension on preeclampsia

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K18175
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 佐藤 杏奈 順天堂大学, 医学部, 非常勤助教 (20869630)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 妊娠高血圧腎症 / COMT / 2-methyoxyestradiol / 塩分感受性高血圧 / マグネシウム欠乏 / NaCl共輸送体

Outline of Annual Research Achievements

妊娠高血圧腎症（PE）既往は閉経後塩分感受性高血圧（SSH）、PE母体児における代謝高血圧疾患リスクとの関連が示唆されている。2-methoxyestradiol(2-ME)はマグネシウム（Mg）依存性酵素であるcatechol-o-methyltransferase (COMT)により産生されるエストロゲン終末代謝産物であり、2-ME欠乏は血管内皮障害、高血圧、PE惹起と関連する。本研究ではMg欠乏がCOMT活性に及ぼす影響、2-ME欠乏とSSH発症の相関を遺伝的COMT活性の異なる2系統のマウスを用いて解析した。
雄マウスではMg欠乏は遺伝的COMT低活性を有するDBA/2Jマウスでのみ高塩分負荷でCOMT活性低下とSSHを発症した。遺伝的強活性を有するC57BL/6JマウスでもCOMT阻害剤によりSSHが惹起された。両SSH群では腎臓で体内Na出納制御機構として重要なNaCl供輸送体経路が活性化しており、2-ME投与は本経路の抑制と降圧効果を示した。
雌DBA/2Jマウスでは卵巣摘出マウスのみMg欠乏環境下でCOMT活性低下とSSHが発症した。Mg欠乏は遺伝的COMT低活性との相互作用により、2-ME欠乏を惹起し、SSH発症に寄与する事が示唆された。また、閉経後女性でのSSH発症リスク上昇を裏付ける結果となった。
本研究において、遺伝的なCOMT活性低下とMg欠乏がさらなるCOMT不全と2-ME欠乏を惹起し、SSHを誘導する事が明らかとなり、COMT活性を鑑みたMg欠乏是正の必要性が示唆された。一方、雌マウスに正常Mg、低Mg食を与えて血漿Mg値が変化した後に妊娠させたモデルでは、DBA/2Jマウスでも妊娠中の血圧にMg依存性の変化は認めなかった。 妊娠中はエストロゲン濃度が高いため、2-ME欠乏をきたすにはMg欠乏以外にトリガーが必要な可能性が高い。

Current Status of Research Progress

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

Reason

目的のひとつであったMg欠乏、高塩分負荷で発症する高血圧の分子機構解明に関して、COMＴ不全/2-ME欠乏に伴う腎臓NaCl共輸送体活性化が発症機構であることを解明した。2021年度の研究では、臓器COMT活性測定方法の確立（全methyltransferase activityとCOMT阻害剤使用下でのmethyltransferase activityの差をCOMT activityとする）ができたことがCOMT不全を裏付けるための推進力となった。血中2-ME測定は島根大学において質量分析計　SHIMADZU LCMS-8050と2-ME同位体（ULM-8137　SIサイエンス株式会社）を用いた計測系がヒトでは確立されているが、マウスでは血中2-ME濃度が感度以下で測定できない点が今後の課題ではある。妊娠高血圧腎症とMg欠乏の研究は、妊娠中の高塩分負荷などプロトコールを見直しているところである。

Strategy for Future Research Activity

①Mg欠乏下で作成した妊娠マウスでPE様表現型を呈するか
Mg欠乏のみでは血圧変動は起こらなかった。我々のこれまでの研究から、COMT不全はAⅡ少量負荷（Ueki, N et al, Hypertension, 2017）、高脂肪食負荷(Kanasaki, M et al, Scientific Reports, 2017)や塩分負荷(Kumagai, A et al, Hypertension, 2021)などなにか条件が加わったときに血圧上昇や耐糖能異常などを惹起することがわかっている。COMT阻害剤使用下では妊娠というトリガーのみでPE様表現型を呈する事が示された（Kanasaki K, Nature, 2008）が、Mg欠乏のみではCOMT阻害が完全ではないため妊娠中の高エストロゲン状態では十分は2-MEが産生されると推測される。今後は低Mgに高塩分負荷や少量AII負荷などを追加して検討していく。
②PEヒト臨床サンプルバンクを作成し、血漿Mg・2-ME・Homocysteinen濃度、COMT活性、COMT遺伝子多型・haplotypeと臨床パラメーターの解析を行う
すでに順天堂大学産科婦人科学講座（分娩件数：年間約1500例）において、倫理委員会の承認も得ているので、今年度からサンプル採取を開始する。妊婦の血清と随時尿を経時的に採取、初期段階で母体遺伝子多型分析のため単核球も採取する。採血は妊娠初期、中期、後期（分娩時）、産褥期に行い、分娩時は胎盤を採取する。また、硫酸マグネシウムを使用する場合にも、投与直前に採血を行う。目標症例は各群（正常妊娠、PE群）各50例とする。血圧推移は妊婦検診時の測定値と自宅血圧や入院中の測定値を参考にする。現在引き続きサンプルを収集している。

Causes of Carryover

購入予定の試薬等がプロトコールの再構築のため次年度に持ち越しになったため。
2022年度は解析用のパソコン、ソフトを購入予定であり、また、プロトコール再構築後の実験のためのマウスも購入予定である。

Research Products

• [Presentation] 妊娠高血圧症候群における帝王切開術後抗凝固療法の血腫形成に関する後方視的検討 (2021)
  • Author(s): 田中 元基, 植木 典和, 竹田 純, 畠中 美穂, 秋葉 純也, 正岡 駿, 安東 瞳, 佐藤 杏奈,精 きぐな, 山本 祐華, 板倉 敦夫
  • Organizer: 妊娠高血圧学会
• [Presentation] マグネシウム欠乏と遺伝的低 COMT活性の相互作用が血圧恒常性維持に及ぼす影響の解析 (2021)
  • Author(s): 熊谷 麻子、竹田 省、板倉 敦夫、金﨑 啓造
  • Organizer: 妊娠高血圧学会