人工的血液脳関門の構築とその応用

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14657020
• 研究機関: 産業医科大学
• 研究代表者: 上田 陽一 産業医科大学, 医学部, 教授 (10232745)
• 研究分担者: 芹野 良太 産業医科大学, 医学部, 助手 (00309957)
• キーワード: 脳神経 / 血管脳関門 / 血管内皮細胞 / グリア細胞 / 菌体毒素 / アドレノメデュリン / タイトジャンクション / 培養細胞

研究概要

一般に脳では血液脳関門(blood-brain barrier : BBB)と呼ばれる細胞構築により血管内物質の侵入が防がれている。BBBは、血管内皮細胞、血管傍細胞およびグリア細胞足突起から構成されている。生体においてBBBの生理機能について研究することは困難であり、限界がある。そこで、培養系で人工的BBBを再構築することにより、BBBを介した血管系から中枢神経系への情報伝達様式を解明することを目標とした。初年度である本年度は、ラット脳から血管内皮細胞を分離後に培養することが安定して行えるようになった。本手法によるラット脳血管からの培養細胞の95%以上が血管内皮細胞であることを抗von Willebrand因子抗体を用いた免疫書式染色法により確認した。これらの細胞はGFAP免疫陰性(アストロサイトで陽性)、α-smooth muscle actin免疫陰性(pericyteで陽性)であることも確認した。この培養血管内皮細胞を用いて以下の点を明らかにした。
(1)細菌の菌体毒素であるリポポリサッカライドを培養液中に投与すると濃度依存性に誘導型NO合成酵素であるiNOS mRNAが培養血管内皮細胞で著明に発現することをRT-PCR法により明らかにした。
(2)血管内比が産生する強力な抹消血管拡張性ペプチドであるアドレノメデュリンの産生・分泌が培養したラット脳血管由来の血管内皮細胞で抹消血管内皮に比較して有意に増加していることを明らかにした。
(3)培養液に投与したアドレノメデュリンは濃度依存的に血管内皮細胞間のタイトジャンクションをより堅固にすることを明らかにした。
(4)(3)のアドレノメデュリンの作用はタイトジャンクションを形成する分子を増加させることではないことを明らかにした。
現在、ラット胎児脳の大脳皮質ニューロンを培養することにも成功している。培養系での人工的BBBの再構築とニューロンの共培養により、BBBを介した血管系から中枢神経系への情報伝達様式を今後さらに検討していく予定である。

研究成果

• [文献書誌] Kis, B., et al.: "Cerebral endothelial cells are a major source of adrenomedullin"Journal of Neuroendocrinology. 14. 283-293 (2002)
• [文献書誌] Kis, B., et al.: "Adrenomedullin and migraine"Headache. 42. 1064-1065 (2002)
• [文献書誌] Ueta, Y., et al.: "The gene expression in the supraoptic uncleus"Microscopy Research and Technique. 56. 158-163 (2002)
• [文献書誌] Yamashita, H., et al.: "Electrophysiological and molecular properties of the oxytocin-and vasopressin-secreting systems in mammals"Hormones, Brain and Behavior. 4. 1-49 (2002)
• [文献書誌] 芹野良太, 他: "バゾプレッシンの産生、分泌機構"ホルモンと臨床. 50. 3-8 (2002)
• [文献書誌] 芹野良太, 他: "アドレノメデュリンと血管脳関門"血管. 25. 165-169 (2002)
• [文献書誌] Kis, B., et al.: "Adrenomedullin, an Autocrine Mediator of Blood-Brain Barrrier Function"Hypertens Res. (in press).