高血圧病態における血管平滑筋および内皮のカリウムチャネルの発現と機能変化

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13670720
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 大屋 祐輔 琉球大学, 医学部, 助教授 (30240964)
• キーワード: 高血圧 / イオンチャネル / 内皮細胞 / 平滑筋細胞 / 血管 / カリウムチャネル / カルシウムチャネル / アンジオテンシンII

研究概要

高血圧の病態では、血管に機能的また形態的変化が生じる。本研究では、血管平滑筋細胞と内皮細胞のイオンチャネルの変化について、高血圧ラットのSHR-SPとそのコントロールラットであるWKYを用いて検討を行った。
血管平滑筋では、高血圧の進展とともに電位依存性K電流が減少した。また、高血圧発症以降も、アンジオテンシン受容体拮抗薬による降圧治療により一部改善したため、血圧の持続やレニンアンジオテンシン系の関与がこの変化を生じさせているものと考えられた。薬理学的検討では4-aminopyridine感受性電流が主に変化していた。定量的PCRでは、主にKv2.1が減少しており、Kv1.2、Kv1.5、Kv9.2には変化はみられなかった。以上の結果より、Kv2.1の減少が電位依存性K電流減少のひとつの原因と考えられた。本変化は、血管平滑筋の脱分極を介して、血管緊張亢進に関与するものと考えられた。
血管内皮においても、高血圧の進展とともに電位依存性K電流が減少していた。この成分も4-aminopyridineに感受性があった。免疫染色では主にKv1.5の染色性が認められ、SHR-SPでWKYに比較して減少していた。また、大動脈リング標本を用いて、内皮依存性弛緩の検討を行った。SHR-SPはWKYに比較してAchに対する弛緩反応が減弱しており、superoxide dismutaseの投与により一部改善した。WKYの弛緩反応は4-aminopyridineの存在下で減弱し、superoxide dismutaseの存在で一部改善した。以上より、血管内皮細胞の脱分極は一部活性酸素の産生増加を介して、血管内皮依存性弛緩反応を減弱するものと考えられた。
アンジオテンシンIIは高血圧の病態で多種多様な役割を有する。従来アンジオテンシンIIは、細胞膜表面の受容体に作用することが知られているが、細胞内にアンジオテンシンIIやその結合部位が存在することが報告されている。われわれは、血管平滑筋細胞内にアンジオテンシンIIを注入し、カルシウムチャネルに及ぼす影響を検討した。細胞内にアンジオテンシンIIを注入すると、カルシウム電流が増加した。この変化は、タイプ1受容体拮抗薬に抑制された。また、Cキナーゼ、G蛋白、フォスフォリパーゼCの阻害薬で阻害された。以上より、血管平滑筋細胞の細胞内にはアンジオテンシンタイプ1受容体様の結合蛋白が存在し、G蛋白、フォスフォリパーゼC、Cキナーゼの活性化を介してカルシウムチャネルの活性に変化を与えるものと考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Ohya Y, Fujishima M: "Alterations of ion channels in vascular muscle and endothelial cells during hypertension and aging"Mechanisms of Cardiovascular Aging. (in press).
• [文献書誌] Eto K, Ohya Y, Nakamura Y, Abe I, Fujishima M: "Comparative actions of insulin sensitizers on ion channels in vascular smooth muscle"Eur J Pharmacol. 423. 1-7 (2001)
• [文献書誌] Eto K, Ohya Y, Nakamura Y, Abe I, Iida M: "Intracellular Angiotensin II stimulates voltage-operated Ca2+ channels in arterial myocytes"Hypertension. 39. 471-478 (2002)
• [文献書誌] Sadanaga T, Ohya Y, Ohtsubo T, Goto T, Fujii K, Abe I: "Decreased 4-aminopyridine sensitive K+ currents in endothelial cells from hypertensive rats"Hypertens Res. 25. 589-596 (2002)