培養血管内皮細胞の老化に関する分子生物学的・生体工学的解析

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02454251
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 安藤 譲二 東京大学, 医学部(医), 客員助教授 (20159528)
• 研究分担者: 神谷 暸 東京大学, 医学部(医), 教授 (50014072)
• キーワード: 血管内皮細胞 / 加齢変化 / 内皮由来血管拡張因子 / 細胞内Ca^<++>

研究概要

本年度は主として血管内皮細胞の刺激・応答反応における加齢の影響について検討した。具体的には年齢(累積細胞分裂回数)の異なる培養牛胎児大動脈内皮細胞をATP、アセチルコリン(ACh)、ブラディキニン(BKN)、などのアゴニスト及びカルシウム・イオノフォア(A23187)で刺激し細胞内Ca^<++>濃度反応とそれに引き続く内皮由来血管平滑筋弛緩因子(EDRF)の放出反応を検索した。細胞内Ca^<++>濃度はCa^<++>蛍光指示薬のFura-2を細胞に取り込ませ、その蛍光変化を蛍光測光顕微鏡で測定した。また内皮の産生するEDRFについてはヒーズ上に培養しカラムに詰めた内皮細胞を刺激したときのeffuluentを兎大動脈平滑筋切片にかけ、その張力変化から、またeffuluentを培養牛胎児大動脈平滑筋細胞にかけたときの細胞内cGMPの変化から評価した。内皮にATPを作用させると細胞内Ca^<++>濃度はATP濃度依存性に上昇し、血管切片の弛緩と平滑筋細胞内cGMPの上昇即ちEDRFの放出の増加が観られた。BKNでは初回刺激で明らかなCa^<++>上昇とEDRF放出が起こったが、その後の刺激ではそれ以上の反応は出現せず脱感作現象が観られた。ACh刺激ではCa^<++>変化、EDRF放出が共に生じなかった。またA23187刺激ではATPと同様に濃度依存性に細胞内Ca^<++>の上昇とEDRF放出が認められた。これらの刺激-EDRF放出反応は加齢細胞では若年細胞に比較して明らかに低下していた。この加齢細胞に観られた反応性の低下がATPに対するpurinoceptorあるいはBKN receptorの数や機能が低下したためなのか、Ca^<++>動員など細胞内情報伝達系に問題があるのか、あるいはEDRF産生系、例えばNO合成酸素の活性や量に変化が起きているのかは現在の所不明である。今回得られた結果は血管内皮細胞の血管トーヌスの調節機能が加齢により低下する可能性を示唆している。今回観察された事実と動脈硬化症を含む各種血管病との因果関係は今後検討すべき重要な問題と思われた。

研究成果

• [文献書誌] J.Ando: "Wall shear stress rather than shear rate regulates cytoplasmic Ca^<++> responses to flow in vascular endothelial cells." Biochem.Biophys.Res.Commun.
• [文献書誌] R.Korenaga: "Close correlation between cytoplasmic Ca^<++> levels and release of an endothelium-derived relaxing factor from cultured endothelial cells" Cardiovasc.Res.
• [文献書誌] J.Ando: "Intracellular calcium response to directly applied mechanical shearing force in cultured vascular endothelial cells" Biorheology.
• [文献書誌] J.Ando: "Effect of extracellular ATP level on flow-induced Ca^<++> responses in cultured vascular endothelial cells" Biochim.Biophys.Res.Commun.179. 1192-1199 (1991)
• [文献書誌] O.Ono: "Flow effects on cultured vascular endothelial and smooth muscle cell functions" Cell Struct.Funct.16. 365-374 (1991)
• [文献書誌] J.Ando: "Culture of human adult endothelial cells in liquid-liquid interfaces:A new approach to the study of cell matrix interactions" In Vitro Cell Dev.& Biol.27A. 525-532 (1991)
• [文献書誌] Inoue et al.eds.: "The regulation of coronary blood flow" Springer-Verlag Tokyo, 12 (1991)