血管細胞老化による急性大動脈解離の発症機構の解明

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K10668
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 清水 良子 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (30348643)
• 研究分担者: 槇野 香奈子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (10772402)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 大動脈解離 / 細胞老化

研究実績の概要

本年度は、野生型マウスに大動脈解離モデルを作成して、前年度にヒト大動脈解離患者血管および血液で確認された細胞老化関連分泌因子のMMP2、MMP9、IL-6の、マウス大動脈解離患部血管での発現上昇を確認した。さらに細胞老化の調節因子であるp53、p16の発現増強がマウス患部血管で認められた。またヒト大動脈解離患部血管の検体をさらに収集し、ヒト大動脈解離患部血管においてもp53、p16の発現が上昇傾向にあることを確認した。野生型マウス大動脈解離モデルの患部血管の解析から、細胞老化の下流シグナルの1つであるAkt-mTORC1経路が活性化を示唆する結果を得た。またmTORC1シグナルを阻害するラパマイシンを野生型マウス大動脈解離モデルに投与したところ、ラパマイシンにより大動脈解離発症率が低下傾向が認められた。さらに細胞老化が組織炎症を誘導することが大動脈解離を誘導することから、細胞老化の除去機構を明らかにすることで大動脈解離の進行を抑えることができると考えられる。そこで老化細胞の除去機構を明らかにするために、生理的な環境で細胞老化が認められ除去される機構を有するマウス産褥子宮をモデルとして検討を行った。マウス産褥子宮において残存老化細胞がF4/80陽性マクロファージにより除去されること、p53欠損とLPSによる子宮細胞への外的炎症誘導がこのシステムを阻害し子宮機能を低下させその後の妊娠が阻害されることが示された（筆頭共著者、Endocrinology 2017）。今後は、大動脈解離モデルにおけるF4/80マクロファージの老化細胞除去機構について検討していく予定である。

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

研究に進展が見られたマウス産褥子宮を用いた検討で予想以上の成果が得られており、その成果を筆頭共著者として英文論文に発表できた。一方やや遅れていた大動脈解離マウスモデルについては、リシルオキシダーゼ阻害剤投与の量の微調節を行い、安定的にマウス大動脈解離モデルを作成することが出来るようになったため、次年度は大動脈解離モデルの研究にさらに重点を置き、細胞老化下流シグナルであるAkt-mTORC1経路の活性化の検討と、そのシグナルを阻害するラパマイシンが大動脈解離発症率に与える影響の検討について、今年度得られた結果をもとにさらに数を増やして研究を進める予定である。

今後の研究の推進方策

リシルオキシダーゼ阻害剤投与の量の微調節を行い、安定的にマウス大動脈解離モデルを作成することが出来るようになってきたことから、細胞老化下流シグナルであるAkt-mTORC1経路の活性化の検討と、そのシグナルを阻害するラパマイシンが大動脈解離発症率に与える影響の検討について、さらに数を増やして重点的に研究を行う。また研究成果が得られた産褥子宮の細胞老化除去機構とp53の関連の研究にも焦点を当て、大動脈解離モデルでも細胞老化とp53の上昇がみられることを踏まえて、細胞老化細胞除去機構とp53についても研究を進める。

次年度使用額が生じた理由

（理由）マウス大動脈解離モデル作成において、以前用いていたプロトコールから、使用するリシルオキシダーゼ阻害剤のロット変更およびマウス飼育環境などの変化から、予定されていたプロトコールでのリシルオキシダーゼ阻害剤投与量では、大動脈解離惹起前にマウスが死亡してしまうという予定外の実験経過が続いた。このため、予定していたマウス大動脈解離血管を用いた検討が十分行えず、本年度予定の研究費使用が遅れた。
（使用計画）リシルオキシダーゼ阻害剤投与量微調節により、現在は安定的にマウス大動脈解離モデルを作成することが可能となったため、本年度に予備的検討でしか行えなかったマウス大動脈解離モデルでの細胞老化シグナル解析およびその阻害剤ラパマイシン投与による大動脈解離発症率変化の検討を、次年度は精力的に行い研究進捗を修正する予定である。また本年度大動脈解離血管においてp53発現上昇を確認したことから、次年度はp53ノックアウトマウスで大動脈解離発症率を検討する予定である。これらの検討に本年度使用しなかった経費を当てて研究を推進する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] F4/80+ Macrophages Contribute to Clearance of Senescent Cells in the Mouse Postpartum Uterus (2017)
  • 著者名/発表者名: Mahiro Egashira,Yasushi Hirota,Ryoko Shimizu-Hirota,Tomoko Saito-Fujita,Hirofumi Haraguchi,Leona Matsumoto,Mitsunori Matsuo,Takehiro Hiraoka,Tomoki Tanaka,Shun Akaeda,Chiaki Takehisa, Mayuko Saito-Kanatani, Kei-ichiro Maeda, Tomoyuki Fujii,Yutaka Osuga
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 158 ページ: 2344-2353
  • DOI: 10.1210/en.2016-1886
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Investigation of Metabolic Factors Associated with eGFR Decline Over 1 Year in a Japanese Population without CKD. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Takayama M, Abe T, Kanda T, Hirose H, Shimizu-Hirota R, Shiomi E, Iwao Y, Itoh H.
  • 雑誌名: J Atheroscler Thromb 巻: 24 ページ: 863-875
  • DOI: 10.5551/jat.38612
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] F4/80陽性マクロファージによるマウス分娩後子宮の老化細胞除去と次回妊娠に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 清水良子
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会