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2019 年度 実績報告書

大動脈解離:細胞老化が招く組織恒常性破綻のメカニズム解明と治療戦略への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19H03743
研究機関久留米大学

研究代表者

青木 浩樹  久留米大学, 循環器病研究所, 教授 (60322244)

研究分担者 田中 啓之  久留米大学, 医学部, 教授 (70197466) [辞退]
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード大動脈解離 / 細胞老化 / 細胞増殖 / 炎症
研究実績の概要

大動脈解離は突然発症し生命を脅かす疾患であるが、緊急人工血管置換術以外に積極的な治療法はない。大動脈壁へのストレスが破壊性炎症を引き起こすとされるが、分子病態には未だ謎が多く診断や治療には結びついていない。
申請者は解離発症前、発症、発症後の進行について検討可能なマウスモデルを開発し、病態解明を進めた。
細胞増殖刺激経路を検討するために、EGF受容体阻害薬ゲフィチニブとmTOR阻害薬ラパマイシンをマウス解離モデルに投与した。サイクリンD3とKi67の発現で細胞増殖応答を観察した。サイクリンD3、Ki67ともに正常大動脈では検出されなかったが、解離刺激で検出された。ゲフィチニブとラパマイシンはいずれも解離刺激によるサイクリンD3発現を抑制し、その抑制効果はラパマイシンの方がゲフィチニブより強かった。ラパマイシンは解離刺激によるKi67発現をほぼ完全に抑制したが、ゲフィチニブによる抑制は明らかではなかった。ラパマイシンは解離発症をほぼ完全に抑制したが、ゲフィチニブは解離発症を抑制しなかった。
細胞老化応答が解離病態に関与するとの仮説に基づき、細胞老化関連βガラクトシダーゼ(SA-βgal)活性染色およびInk4a/Arf発現を検討した。SA-βgal活性は正常大動脈では検出されなかったが、解離刺激後の大動脈では外膜および外膜に近接した中膜で検出された。同様にInk4a/ArfのmRNA発現は正常では検出されなかったが、解離刺激後の大動脈で検出された。Ink4a/Arf遺伝子のタンパクレベルの産物を免疫染色で検討したところ、解離部位および近傍の中膜でArfが発現していた。ウェスタンブロッティングで検討したところ、解離刺激前にはArf発現は認められなかったが、刺激の3日目からArf発現が認められ解離発症後の14日目では強い発現が認められた。

現在までの達成度 (区分)
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

当初の計画に沿って大動脈解離組織における細胞増殖応答と細胞老化応答の検討を行った。マウス解離モデルにおける細胞増殖経路を検討するためにEGF受容体阻害薬ゲフィチニブとmTOR阻害薬ラパマイシンをマウス解離モデルに投与した。ラパマイシン感受性のmTOR経路が解離における細胞増殖応答に重要であるとの結果を得た。大動脈解離と細胞老化応答の時間的、空間的関連を検討するために、細胞老化マーカーとして細胞老化関連βガラクトシダーゼ(SA-βgal)活性染色およびInk4a/Arf発現を検討した。これらの細胞老化マーカーはいずれも正常大動脈では検出されなかったが、解離刺激後3日目(解離発症前)から検出され、7日目には発現が上昇し、14日目(解離発症・進展期)にはさらに顕著に検出された。これらの知見は本計画の仮説に合致するものであった。また、細胞老化と解離部位との時間的、空間的関連が明らかになった。

今後の研究の推進方策

今後は、細胞老化応答と解離発祥の関連を明らかにしていく。具体的には、老化細胞除去薬ABT263をマウス解離モデルに投与して効果を検討する。ABT263はBcl2ファミリー阻害薬であり、抗アポトーシス経路を阻害することで老化細胞をアポトーシスに導くことで組織から除去する。主に腫瘍研究の領域でマウス生体内で老化細胞を除去できることが報告されている。まず既報に従って50 mg/kg/dayのABT263をマウスに投与し、細胞老化マーカーArf発現を検討する。前年度の実験によりArfは正常大動脈では発現しないが、解離刺激後7日目には発現することを確認済みである。Arf発現に対する効果を定量解析することにより、ABT263の投与プロトコールを最適化する。ABT263の効果をSA-βgal活性染色でも検証する。最適化されたABT263のプロトコールで解離発症に対する効果を検証する。
前年度の実験から解離モデルにおける細胞増殖応答ではラパマイシン感受性mTOR経路が重要であることが明らかになった。ラパマイシンが細胞老化応答に及ぼす影響をSA-βgal活性染色およびArf発現で検討する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] High Salt Intake Worsens Aortic Dissection in Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nishida Norifumi、Aoki Hiroki、Ohno-Urabe Satoko、Nishihara Michihide、Furusho Aya、Hirakata Saki、Hayashi Makiko、Ito Sohei、Yamada Hiroshi、Hirata Yuichiro、Yasukawa Hideo、Imaizumi Tsutomu、Tanaka Hiroyuki、Fukumoto Yoshihiro
    • 雑誌名

      Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology

      巻: 40 ページ: 189~205

    • DOI

      10.1161/ATVBAHA.119.313336

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MRTF-A promotes angiotensin II-induced inflammatory response and aortic dissection in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Sohei、Hashimoto Yohei、Majima Ryohei、Nakao Eichi、Aoki Hiroki、Nishihara Michihide、Ohno-Urabe Satoko、Furusho Aya、Hirakata Saki、Nishida Norifumi、Hayashi Makiko、Kuwahara Koichiro、Fukumoto Yoshihiro
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 ページ: e0229888

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0229888

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genetic Deletion of Socs3 in Smooth?Muscle Cells Ameliorates Aortic?Dissection in Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Hirakata Saki、Aoki Hiroki、Ohno-Urabe Satoko、Nishihara Michihide、Furusho Aya、Nishida Norifumi、Ito Sohei、Hayashi Makiko、Yasukawa Hideo、Imaizumi Tsutomu、Hiromatsu Sinichi、Tanaka Hiroyuki、Fukumoto Yoshihiro
    • 雑誌名

      JACC: Basic to Translational Science

      巻: 5 ページ: 126~144

    • DOI

      10.1016/j.jacbts.2019.10.010

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Syk activation is a defense mechanism in murine model of aortic dissection2019

    • 著者名/発表者名
      Y Hashimoto, H Aoki, R Majima, M Hayashi, S Ohno-Urabe, A Furusho, N Nishida, S Hirakata and Y Fukumoto
    • 学会等名
      ESC CONGRESS 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Activation of focal adhesion kinase is involved in pathogenesis of aortic dissection in mice2019

    • 著者名/発表者名
      R Majima, H Aoki, Y Hashimoto, M Hayashi, S Ohno-Urabe, A Furusho, N Nishida, S Hirakata and Y Fukumoto
    • 学会等名
      ESC CONGRESS 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] The role of Spleen tyrosine kinase in human abdominal aortic aneurysm pathogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      R Kanamoto, H Aok, A Furusho, H Otsuka, Y Shintani, S Tobinaga, S Hiromatsu, Y Fukumoto, H Tanaka
    • 学会等名
      ESC CONGRESS 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Macrophage Overactivation Promotes Aortic Dissection Associated with Medial Expression of Arf and Impaired Proliferation of Smooth Muscle Cells in Mice2019

    • 著者名/発表者名
      S Ohno-Urabe, M Kase, H Aoki, M Nishihara, A Furusho, S Hirakata, N Nishida, S Ito, M Hayashi, Y Fukumoto
    • 学会等名
      Vascular Discovery: From Genes to Medicine Scientific Sessions 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 大動脈解離の分子病態解明を目指して2019

    • 著者名/発表者名
      青木浩樹
    • 学会等名
      第60回日本脈管学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 大動脈疾患における炎症応答の多面性2019

    • 著者名/発表者名
      青木浩樹
    • 学会等名
      第47回日本血管外科学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 大動脈解離におけるストレス応答メカニズムと炎症2019

    • 著者名/発表者名
      青木浩樹
    • 学会等名
      第19回日本NO学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Syk は大動脈解離抑制因子である2019

    • 著者名/発表者名
      橋本洋平
    • 学会等名
      第19回日本NO学会学術集会
  • [学会発表] 大動脈解離の病因における FAK の関与2019

    • 著者名/発表者名
      眞島涼平
    • 学会等名
      第19回日本NO学会学術集会

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公開日: 2021-01-27  

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