2022 Fiscal Year Annual Research Report
新型コロナウイルス感染における血管内皮細胞障害機構の解明
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21K20757
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| Research Institution | Shiga University of Medical Science |
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Principal Investigator |
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2021-08-30 – 2023-03-31
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| Keywords | HUVEC / SARS-CoV-2 / CD38 / NAD生合成酵素 / IL6+IL6R / cynomolgus macaques |
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| Outline of Annual Research Achievements |
この研究の目的は、SARS-CoV-2 を感染させた血管内皮細胞の活性化と機能障害の機構を明らかにすることである。まず、内皮細胞の感染性に関しては、他の研究グループの結果と一致し血管内皮細胞であるHUVEC細胞株はSARS-CoV-2に感染しなかった(Urata et al, 2022)。そのためウイルスが感染された細胞からの分泌されるIL-6及びIL-6RによりHUVEC細胞を刺激してCD38に関する活性化と機能障害の機構の解明を研究した。刺激後72時間でCD38, VCAM-1、HIF-1a、OPA-1、DRP-1のRNA量が上昇し、内皮細胞活性化と低酸素、ミトコンドリア障害が生じていると考えられた。CD38 siRNAを投与された細胞をIL-6+IL-6R刺激すると、６時間後negative siRNAを投与した細胞に比べるとIL-6とE-selectinとHIF-1aのRNA量が増加した。刺激後48－72時間にCD38 siRNA投与で多くの細胞はAnnexin Vと7ADDが陽性となり、アポートシスが加速されていた。以上より、SARS-CoV-2感染時に内皮細胞に発現増加したCD38は細胞過剰反応防御の役割を持つと考えられた。
CD38発現増加でNicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD)が消費される可能性があり、SARS-CoV-2を感染させたサルの肺の内皮細胞のNAD生合成酵素indoleamine 2,3-dioxygenase-1（IDO）, nicotinic acid phosphor-ribosyl-transferase (NAPRT), nicotinamide mononucleotide adenylyl-transferase (NMNAT), lactate dehydrogenase (LDH)の発現を調べた。その結果、感染させたサル肺では多くの内皮細胞にCD38と同時にIDO,NAPRT, LDHが発現し、SARS-CoV-2感染でNAD生合成パスウェイのde novo経路とPreiss Handler経路、低酸素代謝の増加がCD38発現と相関すると考えられた。これらの結果よりNAD生合成のサプリメント投与がSARS-CoV-2による内皮細胞の代謝不全を改善する可能性が考えられた。
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