虚血再灌流ストレスに対する心筋応答の分子機構の解明およびそれに基づく治療法の確立

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09470162
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 世古 義規 東京大学, 医学部・付属病院, 助手 (30240708)
• 研究分担者: 戸辺 一之 東京大学, 医学部・付属病院, 助手 (30251242)
• キーワード: 虚血再灌流障害 / レドックス / 酸化ストレス / 細胞内シグナル伝達 / VEGF

研究概要

1.低酸素負荷および低酸素負荷後再酸素化刺激に対する心筋細胞応答の分子機構の解明(培養心筋細胞を用いたIn Vitroの系で): 我々はこれまで、ラットの培養心筋細胞に一定時間低酸素(Hypoxia)刺激(O_2濃度0.1%以下)および低酸素負荷後再酸素化(Reoxygenation)刺激を行なうことにより虚血・再灌流のin vitroのモデルを作成し、HypoxiaおよびReoxygenationの両刺激によって、Src familyのtyrosine kinase→p21^<ras>→MAPK→S6K、FAKなどの接着斑関連tyrosine kinase、などの一連のリン酸化カスケードが活性化されることを明かにしてきた。今回、さらにp21^<Rac1>の下流にあってストレス反応で重要な経路p65^<PAK>→MKK3/MKK4→p38MAPK/SAPK(JNK)、およびJak/STAT系の活性化を検討したところ、両刺激はともにp38MAPK/SAPK(JNK)に至る経路を活性化し、さらに転写因子ATF-2の活性化を誘導した。Jak/STAT系については、HypoxiaではJak2・STAT1・STAT2が活性化されたのに対し、ReoxygenationではSTAT3の活性化が認められた。以上より、虚血刺激および虚血後再灌流刺激に反応して心筋細胞では、3つの異なるMAPK familyのリン酸化カスケード、さらにJak/STAT系tyrosine kinase、転写因子等の活性化を介して遺伝子発現に至ること、また両刺激の間で細胞内情報伝達経路が少なくとも一部は異なること、が明らかとなった。
2.低酸素負荷および低酸素負荷後再酸素化刺激に反応して心筋細胞から放出される生理活性物質の同定:1.と同様の系を用いて、Hypoxiaによって短時間のうちに心筋細胞からVEGFが放出され、それが心筋細胞上のVEGF receptor に作用することによってこれらの一連のシグナル・カスケードが活性化される、というオートクライン機構が存在することを明らかにした。Reoxygenationについては、生理活性物質を精製し解析中である。

研究成果

• [文献書誌] Seko Y,et al.: "Serum levels of vascular endothelial growth factor in patients with acute myocardial infarction undergoing---------" Clin Sci. 92. 453-454 (1997)
• [文献書誌] Seko Y, et al.: "Expression of cytokine mRNAs inmurine hearts with acute myocarditis caused by coxsackievirus B3." J Pathol. 183. 105-108 (1997)
• [文献書誌] Seko Y, et al.: "Hypoxia and hypoxia/reoxygenation activate p65^<PAK>,p38 mitogen-activated protein kinase(MAPK),and stress-activated-------" Biochem Biophys Res Commun. 239. 840-844 (1997)
• [文献書誌] Seko Y, et al: "Expression of costimulatory molecules B7-1,B7-2,and CD40 in the heart of patients with acute myocarditis and -----------" Circulation. 97. 637-639 (1998)
• [文献書誌] Seko Y, et al.: "Vascular endothelial growth factor(VEGF)activates mitogen-activated protein (MAP)kinases,S6 kinase(p90^<YSK>),--------" J Cell Physiol. (in press).
• [文献書誌] Seko Y, et al.: "Effects of in vivo administration of anti B7-1/B7-2 monoclonal antibodies on murine acute myocarditis--------" Circ Res. (in press).