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これまでの研究結果から、カロリー制限(CR)による虚血心保護効果は、sirtuin familyによってもたらされている可能性が高い。しかし、CRによる心保護効果発現に必須な役割を担う特異的sirtuinは同定できていない。そこで我々はCR心における個々のsirtuinの役割を解明する目的で、心筋細胞特異的Sirt1欠損マウス(CM-Sirt1 KO)をまず作製し、CRによる虚血心保護効果発現における心筋細胞Sirt1の役割と、Sirt1下流の分子メカニズム解明に取り組んだ。
αMHCプロモーターを用いてCM-Sirt1 KOを作製した。CM-sirt1 KOと対照となる野生型マウス(Wt)を2群に分け、食事自由摂取(AL)または -40%CRで 3カ月間飼育した。各群のマウスから摘出した心臓をランゲンドルフ手技で灌流し、虚血再灌流傷害の程度を比較した。心臓における遺伝子発現をDNAマイクロアレイで解析し、特定の遺伝子は RT-PCRとWestern immunoblot、免疫染色でその発現変化を確認した。
Wtでは CRにより虚血再灌流傷害は有意に軽減した。一方、CM-Sirt1 KOではCRによる心保護効果は観察されなかった。心臓における補体C3の発現は、CRによりSirt1依存的に低下していた。虚血再灌流心におけるC3dの蓄積の程度は、心筋梗塞の大きさと相関した。Wtでは 虚血再灌流後のC3dの心筋への蓄積がCRで軽減したが、CM-Sirt1 KOではCRによるC3d蓄積軽減効果は見られなかった。
本研究により心筋細胞における Sirt1が CRによる虚血心保護効果発現には必須であることが明らかにされた。CRによるSirt1依存的な心保護効果発現の機序の一つとして、本研究結果からSirt1による心臓補体系制御機構の存在が示唆された。
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