病理組織学、網羅的代謝解析、レオロジーを融合したアテローム血栓症の発症機序の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05163
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 浅田 祐士郎 宮崎大学, 医学部, 教授 (70202588)
• 研究分担者: 佐藤 勇一郎 宮崎大学, 医学部, 准教授 (90347055) ; 山下 篤 宮崎大学, 医学部, 准教授 (90372797)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 病理学

研究実績の概要

アテローム血栓症の発症機序の解明を目的として、プラーク破綻と血栓の形成・増大機序について、病理形態学・代謝系変動・レオロジーの観点から融合的な検討を進めている。
血栓の形成・増大にはプラークの組織性状・成分が大きく寄与するため、血栓形成能の高いプラークのバイオマーカーについて検討を進めた。これまでに低酸素環境のプラークは凝固活性が高く、これは動物モデルにおいて18F-FDG取込みを指標としたPET画像で可視化できることを報告してきた。しかし心筋や縦隔組織も18F-FDG取込みが高く、冠動脈プラークの評価には不適とされている。そこで心筋組織、健常動脈、動脈硬化病変の3者について網羅的代謝解析を行い、動脈硬化病変のみで高濃度に存在する代謝産物6種を見出した。これらについて、心筋、血管組織での代謝系路および局在性について検討を進めた。またアイソトープ標識を用いて、アセテートの動脈硬化巣への取込みを検討した。これらを踏まえた画像イメージングへの応用展開についての検討を進めている。
次に血栓性閉塞の機序を明らかにする目的で、急性心筋梗塞患者305例から血管内治療時に採取された吸引血栓標本を用いて、その病理組織性状を検討した。血栓はすべて急性期の血栓像が主体であったが、191例（63％）において白血球の崩壊像や血栓の器質化像など、血栓形成から数日以上経過した血栓像が観察された。またこれらの症例では心筋障害が強く、治療後6ヵ月での予後が不良である傾向が見られた。動物モデルの検討では、血管狭窄～下流域のプラークには破綻（びらん）と壁在血栓が観察されるが、閉塞性血栓に至る頻度は少なく、血栓の増大には末梢塞栓による血流変動と凝固系（外因系および内因系）の関与が大きいことを確認した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度はプラーク性状を反映したバイオマーカーの探索と、これまでの吸引血栓標本の解析を主に行った。動脈硬化病巣、健常動脈と心筋組織の網羅的代謝解析において、動脈硬化巣において特異的に増加している代謝産物6種が確認できた。これらの中から、血栓形成能の高いプラークの画像イメージングに応用可能な代謝物の検討を進めており、バイオマーカー探索に期待が持てる結果と考えている。
吸引血栓標本を用いた検討では、これまで病理組織学評価を進めてきた急性心筋梗塞305症例について臨床病理学的解析を行った。急性心筋梗塞患者の約6割は、プラーク破綻から数日以上経過して血栓性閉塞が起きていること、また時間の経過した血栓が観察された症例群では治療後の予後が不良であることも確認しえた。この結果は、海外での報告とも矛盾しないもので、血栓の増大機序がイベント発症に極めて重要であることを確認する内容である。また動物モデルの検討でも、この病態を模倣したプラーク破綻モデルができており、詳細な解析を行う予定である。

今後の研究の推進方策

新たに見出した動脈硬化病変に特異的に増加している代謝産物に着目し、血栓形成能の高いプラークの同定および画像バイオマーカーとしての可能性について検討を進める。またMRI画像を用いた解析も併せて行う。
冠動脈吸引血栓の病理組織学的解析結果と、冠動脈内近赤外分光法・核磁気共鳴画像法などのプラークイメージングを対比し、血管内イメージング法による血栓形成能の高いプラークの診断法の改良を検討する。
血栓の増大機序について、動物モデルと血流チャンバーを用いた系で検討を進める。流体力学的因子に加えて凝固系因子（外因系・内因系）の関与を詳細に検討する。これまでに多くの凝固系阻害因子について血栓増大を抑制する結果を得ているが、出血時間の延長が軽度の阻害因子を探索し、より安全性が高い抗血栓治療への展開を模索する。

研究成果

• [雑誌論文] Relationship between thrombus age in aspirated coronary material and mid-term major adverse cardiac and cerebrovascular events in patients with acute myocardial infarction. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishihira K, Shibata Y, Yamashita A, Kuriyama N, Asada Y.
  • 雑誌名: Atherosclerosis 巻: 268 ページ: 138-144
  • DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2017.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] A substrate-bound structure of cyanobacterial biliverdin reductase identifies stacked substrates as critical for activity (2017)
  • 著者名/発表者名: Takao H, Hirabayashi K, Nishigaya Y, Kouriki H, Nakaniwa T, Hagiwara Y, Harada J, Sato H, Yamazaki T, Sakakibara Y, Suiko M, Asada Y, Takahashi Y, Yamamoto K, Fukuyama K, Sugishima M, Wada K. A
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: ８ ページ: 14397
  • DOI: 10.1038/ncomms14397
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Morphological features of coronary plaques in WHHLMI rabbits (Oryctolagus cuniculus), an animal model for familial hypercholesterolemia (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Koike T, Nakagawa T, Kuniyoshi N, Ying Y, Itabe H, Yamashita A, Asada Y, Shiomi M.
  • 雑誌名: Exp Anim 巻: 3 ページ: 145-157
  • DOI: 10.1016/j.placenta.2015.10.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymptomatic Plaques of Lower Peripheral Arteries and Their Association with Cardiovascular Disease: An Autopsy Study. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura E, Sato Y, Iwakiri T, Yamashita A, Moriguchi-Goto S, Maekawa K, Gi T, Asada Y.
  • 雑誌名: J Atheroscler Thromb 巻: 24 ページ: 921-927
  • DOI: 10.5551/jat.39669
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High Signal Intensity in Arterial Walls on Diffusion-Weighted Magnetic Resonance Imaging in the Active Phase of Takayasu Arteritis (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuroiwa Y, Tai H, Yamashita A, Furukoji E, Kihara Y, Hirai T, Asada Y, Imamura T.
  • 雑誌名: Circ J 巻: 81 ページ: 1747-1748
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-17-0079
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Altered glucose metabolism and hypoxic response in alloxan-induced diabetic atherosclerosis in rabbits. (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuura Y, Yamashita A, Zhao Y, Iwakiri T, Yamasaki K, Sugita C, Koshimoto C, Kitamura K, Kawai K, Tamaki N, Zhao S, Kuge Y, Asada Y.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 ページ: e0175976
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0175976.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vitro uptake and metabolism of [14C]acetate in rabbit atherosclerotic arteries: biological basis for atherosclerosis imaging with [11C]acetate arteries. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki K, Yamashita A, Zhao Y, Shimizu Y, Nishii R, Kawai K, Tamaki N, Zhao S, Asada Y, Kuge Y.
  • 雑誌名: Nucl Med Biol 巻: 56 ページ: 21-25
  • DOI: 10.1016/j.nucmedbio.2017.08.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pathology of coronary atherosclerotic plaques and mechanisms of plaque disruption (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Asada Y.
  • 雑誌名: Ann Nucle Cardiol 巻: 3 ページ: 66-72
  • 査読あり
• [学会発表] Pathologic views of thrombus formation (2017)
  • 著者名/発表者名: Asada Y.
  • 学会等名: 第58回 日本神経学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 血栓形成の基礎知識 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅田祐士郎
  • 学会等名: 第10回アジア太平洋不整脈学会学術集会/第64回日本不整脈心電学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Alteration of glycolysis metabolite levels and impaired hypoxic response in diabetic atherosclerosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Matsuura Y,Zhao Y, Iwakiri T, Yamasaki K,Sugita C, Koshimoto C, Kitamura K, Kawai K, Tamaki N, Zhao S, Kuge Y, AsadaY.
  • 学会等名: ATVB/PVD2017
  • 国際学会
• [学会発表] Hypoxia augments tissue factor expression in inflammatory stimulated macrophages but not in smooth muscle cells or in endothelial cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Maekawa K, Yamashita A, Hatakeyama K, NishihiraK, Asada Y.
  • 学会等名: XXVI Congress, International Socitety on Thrombosis and Haemostasis
  • 国際学会
• [学会発表] Non-invasive detection of fresh deep vein thrombosis with diffusion weighted magnetic resonance imaging. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuroiwa Y, Yamashita A, Gi Y, Konishi Y, Asanuma T, Imamura T, Asada Y.
  • 学会等名: XXVI Congress, International Socitety on Thrombosis and Haemostasis
  • 国際学会
• [学会発表] Podoplanin overexpression on endothelial cells promotes superficial erosive injury and thrombus formation in rat carotid artery (2017)
  • 著者名/発表者名: Furukoji E, Yamashita A, Hirai T, Asada Y.
  • 学会等名: XXVI Congress, International Socitety on Thrombosis and Haemostasis
  • 国際学会
• [図書] 臨床脈管学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅田祐士郎
  • 総ページ数: 405
  • 出版者: 日本脈管学会