低分子ガスを介した新しい情報伝達系による脳微小循環機能制御機構の解明

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17500261
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 梶村 眞弓 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (10327497)
• 研究分担者: 石川 眞美 自治医科大学, 医学部, 助手 (60212859)
• キーワード: carbon monoxide / nitnic oxide / pial microcirculation / NO imaging / diaminofluorescein

研究概要

ガス状メディエータは生体内で生成される低分子で細胞膜を他の物質に比べて容易に通過して蛋白質や脂質・糖質・核酸などの他の生体構成成分と特異的に結合する分子群である。このような分子群のうち一酸化窒素(NO)や一酸化炭素(CO)のみならず、生体内でcysteineの分解にともなって生成される硫化水素(H_2S)が神経伝達や血管弛緩に関わる新しい分子として注目されている。本研究はCOやNOやH_2Sのガス分子が高レベルで存在する脳組織をモデルに、これら複数のガス分子が生物活性を発揮するメカニズム及び神経・血管系におけるガス分子の生成及び受容機構を包括的に解明することを目的とした。平成17-18年度科研費基盤研究C「低分子ガスを介した新しい情報伝達系による脳微小循環機能制御機構の解明」(研究代表者、2,700千円)の研究期間内では、NOのバイオイメージング技術を脳軟膜微小循環に発展させ、脳組織におけるCOとNOのクロストークに関しての検証を行った。その結果、局所のheme oxygenaseから生成されるCOがNOによる血管拡張反応の抑制機構として働いていることを明らかにした。培養血管内皮細胞を用いてさらなる検証を行ったところ、COが酵素のprosthetic hemeに結合することが抑制の機序の一部であることの証左を得た。これらの結果を申請者らの過去の結果と統合すると、COとNO-cyclic GMP系の相互作用のmechanismは、COが産生部位の極めて近傍でのみ標的蛋白質(NOSまたはsGC)と作用して血管収縮作用を発揮する可能性が明らかになった。これまでのガスシグナリングの概念は、ガス分子は比較的容易に細胞間を拡散により移動しparacrine的に作用すると考えられてきたが、これらの結果は逆にガス産生部位と受容体のanatomical proximityがガスシグナリングの重要な因子であることを強く示唆するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Real time imaging of mechanically injured-femoral artery in mouse revealed a biphasic pattern of leukocyte accumulation (2006)
  • 著者名/発表者名: Osaka M., Hagita S., Haraguchi M., Kajimura M., Suematsu M., Yoshida M
  • 雑誌名: American Journal of Physiology : Heart and Circulatory Physiology Dec 15 ページ: 28(Epub ahead of print)
• [雑誌論文] Angiotensin II type1 receptor signaling contributes to platelet-leukocyte-endothelial cell interactions in the cerebral microvasculature (2006)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa M, Sekizuka E, Yamaguchi N, Nakadate H, Terao S, Granger DN, Minamitani H
  • 雑誌名: American Journal of Physiology : Heart and Circulatory Physiology Dec 9 ページ: 36(Epub ahead of print)
• [図書] 細胞工学 (2006)
  • 著者名/発表者名: 末松誠, 梶村眞弓, 足立健
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 秀潤社