動脈硬化の発症・進展におけるエキソソームの役割解明と治療標的の探索

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26460344
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 泉 康雄 大阪市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10347495)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 動脈硬化 / エキソソーム

Outline of Annual Research Achievements

超小型ミニブタ（マイクロミニピッグ）を用いて、非侵襲的に高血圧および動脈硬化を呈するメタボリック症候群モデルの作製に成功した。具体的には、高脂肪・高コレステロール含有食(HFCD)および一酸化窒素合成酵素阻害薬Nω-nitro-L-arginine methyl ester（L-NAME）混餌飼料を投与し、食餌のみでのモデルを作製した。特殊飼料の投与前から2週間毎に最大8週間まで採血および心機能評価、頸動脈の血流・動脈硬化度を超音波装置にて評価した。HFCD投与により、血中総コレステロール(TC)値および低密度リポタンパク質(LDL)値は投与4週間でそれぞれ約3倍および4倍に上昇し、その後も高値で持続した。L-NAMEの投与はTC値やLDL値に影響を与えなかった。L-NAME投与群では投与2日後より血圧上昇が見られ、投与4週目以降、心エコー検査で左室肥大を認めたが、8週間で心機能の低下は認められなかった。HFCD+L-NAMEによりさらなる左室肥大を呈した。L-NAME 単独投与では大動脈の動脈硬化は観察されなかったが、HFCD+L-NAME投与は、HFCDのみによる大動脈の動脈硬化を促進させた。ブラジキニンによる血管弛緩反応はL-NAME投与により著明に低下しており、申請者が想定したモデル作製法が確立できた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

超小型ミニブタを用いて非侵襲的に高血圧と動脈硬化を呈するモデルの作製を確立した。
血中からのエキソソームの精製が非常に難しく、改良を加えている。
ミニブタの単価が高いため、マウスモデルを確立しているが、研究はおおむね順調に推移している。

Strategy for Future Research Activity

ミニブタの購入･飼育費が高額になるため、今後、高血圧・脂質異常症を呈するメタボリック症候群モデルとして、遺伝子改変マウスを用いる。具体的には、動脈硬化を来すことが知られているアポリポタンパク質E欠損マウスと高血圧･内皮障害を来すことが知られている内皮一酸化窒素欠損マウスを交配することでメタボリック症候群モデルを作製する。加齢に伴って動脈硬化が進行し、臓器障害を引き起こすのに合わせ、細胞間の情報伝達に重要な役割を担っていると考えられる血中のエキソソームの役割を調べる。

Causes of Carryover

当初の計画に比べて、旅費の支出が少なくなったこと、人件費・謝金が発生しなかったため残金が生じたが、その分の予算は次年度に繰り越して使用する。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究費は引き続き、実験動物購入･飼育費、試薬･薬品購入費、抗体購入費等の物品代に重点的に割り当てる。また、本研究に関連する学会への出張・参加費については、当大学の規定に従って適正に使用する。

Research Products

• [Journal Article] Repeated remote ischemic conditioning attenuates left ventricular remodeling via exosome-mediated intercellular communication on chronic heart failure after myocardial infarction. (2015)
  • Author(s): Yamaguchi T, Izumi Y, Nakamura Y, Yamazaki T, Shiota M, Sano S, Tanaka M, Osada-Oka M, Shimada K, Miura K, Yoshiyama M, Iwao H.
  • Journal Title: Int J Cardiol Volume: 178 Pages: 239-246
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2014.10.144
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Percutaneous carbon dioxide mist treatment has protective effects in experimental myocardial infarction. (2015)
  • Author(s): Yamaguchi T, Yamazaki T, Nakamura Y, Shiota M, Shimada K, Miura K, Iwao H, Yoshiyama M, Izumi Y.
  • Journal Title: J Pharmacol Sci Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Percutaneous carbon dioxide treatment using a gas mist generator enhances collateral blood flow of ischemic hindlimb. (2015)
  • Author(s): Izumi Y, Yamaguchi T, Yamazaki T, Yamashita N, Nakamura Y, Shiota M, Tanaka M, Sano S, Osada-Oka M, Shimada K, Wanibuchi H, Miura K, Yoshiyama M, Iwao H.
  • Journal Title: J Arterioscler Thromb Volume: 22 Pages: 38-51
  • DOI: 10.5551/jat.23770
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A noninvasive metabolic syndrome model using an extremely small minipig, the Microminipig. (2014)
  • Author(s): Yamaguchi T, Yamazaki T, Kawaguchi H, Tawa M, Nakamura Y, Shiota M, Osada-Oka M, Tanimoto A, Okamura T, Miura K, Iwao H, Yoshiyama M, Izumi Y.
  • Journal Title: J Pharmacol Sci Volume: 126 Pages: 168-171
  • DOI: 10.1254/jphs.14171SC
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Hydrogen gas attenuates embryonic gene expression and prevents left ventricular remodeling induced by intermittent hypoxia in cardiomyopathic hamsters. (2014)
  • Author(s): Kato R, Nomura A, Sakamoto A, Yasuda Y, Amatani K, Nagai S, Sen Y, Ijiri Y, Okada Y, Yamaguchi T, Izumi Y, Yoshiyama M, Tanaka K, Hayashi T.
  • Journal Title: Am J Physiol-Heart Circul Physiol Volume: 307 Pages: H1626-H1633
  • DOI: 10.1152/ajpheart.00228.2014
  • Peer Reviewed
• [Presentation] エクソソームを介した心血管疾患制御 (2015)
  • Author(s): 泉 康雄、山口 雄大、岡 真優子、塩田 正之、田中 昌子、三浦 克之、岩尾 洋
  • Organizer: 第88回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [Presentation] 四肢の虚血コンディショニングはエクソソームを介した情報伝達によって心リモデリングを抑制する (2015)
  • Author(s): 山口 雄大、葭山 稔、塩田 正之、田中 昌子、三浦 克之、岩尾 洋、泉 康雄
  • Organizer: 第88回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [Presentation] 一過性の遠隔部虚血コンディショニングはエクソソームを介して心保護作用を発揮する (2014)
  • Author(s): 泉 康雄、山口 雄大、岡 真優子、田中 昌子、塩田 正之、葭山 稔、三浦 克之、岩尾 洋
  • Organizer: 第24回日本循環薬理学会
  • Place of Presentation: 山形テルサ（山形県・山形市）
  • Year and Date: 2014-12-05 – 2014-12-05
• [Presentation] 超小型ミニブタを用いたメタボリック症候群モデルの作製 (2014)
  • Author(s): 泉 康雄、中村 泰浩、山崎 貴紀、島田 健永、葭山 稔、岩尾 洋
  • Organizer: 第37回日本高血圧学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2014-10-17 – 2014-10-19
• [Presentation] Exosome-mediated intercellular communication by repetitive remote ischemic conditioning reduces left ventricular remodeling on chronic heart failure (2014)
  • Author(s): Takehiro Yamaguchi, Yasukatsu Izumi, Takanori Yamazaki, Yasuhiro Nakamura, Soichi Sano, Akihisa Hanatani, Kenei Shimada, Hiroshi Iwao, Minoru Yoshiyama
  • Organizer: European Society of Cardiology Scientific Session 2014
  • Place of Presentation: Barcelona Convention Center (バルセロナ・スペイン)
  • Year and Date: 2014-08-30 – 2014-09-03
• [Presentation] Macrophage-derived exosomes damage endothelial cells in experimental hypertensive models (2014)
  • Author(s): Yasukatsu Izumi, Takehiro Yamaguchi, Mayuko Osada-Oka, Masayuki Shiota, Masako Tanaka, Soichi Sano, Minoru Yoshiyama, Hiroshi Iwao
  • Organizer: European Society of Cardiology Scientific Session 2014
  • Place of Presentation: Barcelona Convention Center (バルセロナ・スペイン)
  • Year and Date: 2014-08-30 – 2014-09-03
• [Presentation] The role of macrophage-derived exosomes in hypertension (2014)
  • Author(s): Takehiro Yamaguchi, Hiroshi Iwao, Mayuko Osada-Oka, Masayuki Shiota, Masako Tanaka, Katsuyuki Miura, Minoru Yoshiyama, Yasukatsu Izumi
  • Organizer: European Society of Hypertension/International Society of Hypertension
  • Place of Presentation: Megaron Athens International Conference Center (アテネ・ギリシャ）
  • Year and Date: 2014-06-13 – 2014-06-16
• [Presentation] A nitric oxide synthase inhibitor accelerates high fat diet-induced arteriosclerosis in extremely small size minipig, Microminipig (2014)
  • Author(s): Yasukatsu Izumi, TakehiroYamaguchi, Takanori Yamazaki, Hiroaki Kawaguchi, Masashi Tawa, Masayuki Shiota, Akihide Tanimoto, Tomio Okamura, Minoru Yoshiyama, Hiroshi Iwao
  • Organizer: 第18回国際血管生物学会
  • Place of Presentation: 都メッセ京都（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2014-04-14 – 2014-04-17