2010 Fiscal Year Annual Research Report
高血糖が低酸素環境での幹細胞機能を障害する機序の解明
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22500687
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| Research Institution | National Defense Medical College |
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Principal Investigator |
石塚 俊晶 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, 医学教育部・医学科専門課程, 准教授 (30399117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邊 康裕 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, 医学教育部・医学科専門課程, 教授 (90127324)
藤田 真敬 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, 防衛医学研究センター, 准教授 (20525927)
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| Keywords | 高血糖 / 低酸素 / 間葉系幹細胞 / HIF-1α / スーパーオキサイド / 血管新生因子 / PKC |
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| Research Abstract |
糖尿病における虚血部位での血管再生能低下には、低酸素環境での幹細胞機能障害が関与するとされるが、詳細な分子機構は未解明である。これまでの研究で、我々は、マウス骨髄由来間葉系幹細胞(MSCs)を高濃度グルコースで刺激すると、低酸素環境での細胞増殖活性、転写因子Hypoxia Inducible Factor-1α(HIF-1α)の発現誘導、血管新生因子産生が有意に低下することを見出した。
高濃度グルコース刺激は、培養細胞でのPKC活性や活性酸素種産生を高めることが報告されている。そこで、H22年度は、特異的PKC阻害薬Go6976 10nMあるいは抗酸化薬Tempol 30mMをMSCsに前投与し、高濃度グルコース刺激(30mM)による低酸素環境(5%02)での幹細胞機能障害に与える影響をウェスタン・ブロット法およびELISA法で検討した。Go6976あるいはTempolを前投与すると、高濃度グルコース刺激による低酸素環境でのHIF-1α,VEGF-A,PDGF-B発現誘導抑制作用を有意に回復させた。また、ジヒドロエチジウムを用いたフローサイトメトリーによる解析を行い、高濃度グルコース刺激が、低酸素環境でのMSCsのスーパーオキサイド産生量を有意に増加させることを明らかにした。
以上の結果より、高濃度グルコース刺激が、PKC活性化や酸化ストレスの増大を介して、低酸素環境でのMSCsのHIF-1αや血管新生因子の発現・産生を抑制している可能性が示唆された。従来の知見では説明し得なかった「高血糖による虚血障害組織再生能低下の機序解明」につながる意義は大きいと考えられる。また、糖尿病患者の血管再生治療において、抗酸化薬の投与が幹細胞の治療効果改善につながる可能性も示唆された。
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