糖尿病状態における血管平滑筋細胞のアポトーシス制御機構に関与するPKCの役割

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12671105
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 山本 眞由美 岐阜大学, 医学部, 助手 (40313879)
• キーワード: 動脈硬化症 / 糖尿病 / PKC / アポトーシス / アポトーシス調節蛋白 / 細胞周期 / ウエスタンブロット / フローサイトメトリー

研究概要

高血糖状態における血管平滑筋細胞の異常増殖が、糖尿病患者の動脈硬化促進機序のひとつと考えられている。高濃度ブドウ糖が血管平滑筋細胞の増殖とアポトーシス調節に与える影響について検討した。
(1)高濃度ブドウ糖の血管平滑筋細胞増殖とアポトーシスヘの影響:ヒト冠動脈血管平滑筋細胞(AOSMC)、ラット大動脈由来血管平滑筋細胞(A10)を用いた。生理的濃度(5.5mM)と高濃度(25mM)のブドウ糖で細胞を刺激した際の細胞増殖(生細胞数、MTT、チミジンの取り込みによるDNA合成、細胞周期関連蛋白の発現で検討)とアポトーシス(DNA断片化率、フローサイトメトリー解析、アポトーシス調節蛋白の発現により検討)の変化を検討した。高濃度ブドウ糖は、細胞増殖を有意に増加し、アポトーシスを有意に抑制した。
(2)PKC分子種を過剰発現したときの血管平滑筋細胞増殖とアポトーシスへの影響:PKC分子種のうちPKC-βIを過剰発現した細胞では細胞増殖が増加しアポトーシスが減少した。また、PKC-βIIを過剰発現した細胞では細胞増殖が減少し、アポトーシスが増加した。PKC-βIとPKC-βIIは細胞増殖とアポトーシス制御において、拮抗的に相反しながらバランス制御に働いていることが示唆された。
(3)高濃度ブドウ糖のPKC分子種やアポトーシス関連蛋白(Bcl-xl, Bfl/A1)発現に対する検討:高濃度ブドウ糖は、PKC分子種のうち細胞増殖に抑制的に働くPKC-βIIをダウンレギュレーションさせた。また、細胞のアポトーシス発現を抑制的に働いているアポトーシス関連蛋白のBcl-xとBfl/A1の発現を増強させた。さらに、細胞内情報伝達酵素のPI-3KやERKl/2のリン酸化活性を増強させた。
以上、高濃度ブドウ糖は、PKC-βII、Bcl-xl、Bfl/A1、PI3K、ERK1/2を介して血管平滑筋細胞のアポトーシスを抑制し、細胞増殖を促進させるであろう機序を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Sakuma H., Yamamoto M., Okumura M.et al.: "High glucose inhibits apoptosis in human coronary artery smooth muscle cells by increasing bcl-xL and bfl-1/A1"Am J Physiol Cell Physiol. 283. C422-C428 (2002)
• [文献書誌] Okumura M., Yamamoto M., Sakuma H.et al.: "Leptin and high glucose stimulate cell proliferation in MCF7 human breast cancer cells reciprocal involvement of PKCa and PPARg expression"Biochimica et Biophysica Acta. 1592. 107-116 (2002)
• [文献書誌] 佐久間博也, 山本眞由美他: "高濃度ブドウ糖によるヒト冠状動脈血管平滑筋細胞アポトーシスの抑制Bcl-2ファミリー発現量変化を中心に"Acta Sholae Mecdicinalis Universitatis in Gifu. 50巻・1号. 1-9 (2002)
• [文献書誌] Mie Okumura, Mayumi Yamamoto, et al.: "Leptin and high glucose induce cell proliferation in drg sensitive human breast. cancer cells (MCF7) but not in multidrug resistant. cells (MCF7/ADR)"Diabetes. 50(suppl.2). A369 (2001)
• [文献書誌] Hiroya Sakuma.Mayumi Yamamoto, et al.: "Leptin stimulates glucose transport in MCF7 human breast cancer cells through PKCβ and PI3K signaling"Diabetes. 50(suppl.2). A370 (2001)
• [文献書誌] Toshihiro Kojima, Mayumi Yamamoto, et al.: "Leptin and high glucose induce cell proliferation through down-regulation of p53 and over-expression of cyclin E in MCF7 human breast cancer cells"Diabetes. 50(suppl.2). A370 (2001)