研究課題
我々は、冠動脈バイパス手術において糖尿病がグラフトれん縮増大の大きなリスクファクターであることを明らかとしてきた。糖尿病患者の摘出内胸動脈や伏在静脈のセロトニンに対する血管反応性と細胞内シグナル伝達機構の変化を非糖尿病患者と比較することによって、糖尿病血管では、平滑筋のミオシン軽鎖脱リン酸化酵素（MLCP：収縮した血管を弛緩させる役割を担う酵素）の量的および質的障害が引き起こされていることを明らかとしている。また、糖尿病のインスリン抵抗性発現状態においては、インスリンによる膜7回貫通型Ｇタンパク共役型受容体であるセロトニン2A (5-HT2A)受容体を血管平滑筋細胞膜から細胞質に引き込むインターナリゼーション作用が減弱されることが血管反応性増強の機序となりえることなどを報告してきた。今回の研究では、糖尿病血管におけるセロトニンの血管収縮増強反応に係わるミオシン軽鎖脱リン酸化酵素の量的そして質的障害についてその分子メカニズムを検討すると共に、糖尿病でのインスリンのセロトニン2A (5-HT2A)受容体インターナリゼーション減弱作用の分子メカニズムを検討してきた。しかし、本年度の実験でセロトニン受容体のインターナリゼーション効果がその詳細な分子作用メカニズムを解明するのに充分でないことが判明した。そこで、セロトニンに加えて、Ｇタンパク共役型受容体であるアンジオテンシンⅡ受容体(AT1受容体)について詳細な追加実験を行い、糖尿病血管ではアンジオテンシンⅡはセロトニンよりも大きな増強反応を引き起こすことを確認した。そこで、本年度はセロトニンと共にアンジオテンシンⅡを使用することにより引き続き糖尿病血管における血管収縮増強作用について解析をおこなった。
2: おおむね順調に進展している
アンギオテンシンII誘発性血管収縮反応も糖尿病患者群で有意に増強していることに加え、セロトニン誘発性血管収縮反応よりも明らかに増強していることを見出した。そこで、糖尿病患者群におけるアンギオテンシンIIの血管収縮増強反応を、これまで報告した糖尿病患者群におけるセロトニンの血管収縮増強反応と比較検討することにより、そのメカニズムを検討した。アンギオテンシンII群、セロトニン群両者とも負荷による血管収縮反応は、非糖尿病群と比較し糖尿病群において有意に増強していた。糖尿病群におけるアンギオテンシンII誘発性血管収縮反応の増強効果は、セロトニン誘発性血管収縮反応の増強効果よりも明らかに高いものであった。静止張力状態における糖尿病群の伏在静脈細胞膜のアンジオテンシンⅡ受容体(AT1受容体)蛋白は有意に増加していたが、セロトニン2A (5-HT2A)受容体蛋白量は、糖尿病群および非糖尿病群において有意な差は見出されなかった。従って、H26年度に行ったセロトニン受容体インターナリゼーション効果の検出ができなかったことに矛盾がない結果となった。糖尿病群において観察されたアンギオテンシンII誘発性血管収縮反応の増強効果には、過去に我々が報告したセロトニンの場合と同様の、ミオシン軽鎖脱リン酸化酵素サブユニット（MYPT1）の蛋白量及び活性低下のみならず、アンジオテンシンⅡ受容体(AT1受容体)インターナリゼーション阻害により細胞膜アンジオテンシンⅡ受容体(AT1受容体)増加も関係していることが明らかとなった。
本年度は、ミオシン軽鎖脱リン酸化酵素の酵素活性低下と細胞内情報伝達系の変化との関連をさらに明らかとする。実験には、糖尿病患者の血管と非糖尿病患者の血管を用い、マグヌス法において種々の細胞内情報伝達物質の阻害薬を用い、セロトニンおよびアンジオテンシンⅡに対する収縮反応性の相違を張力変化で測定すると共に、それらの相違と種々の細胞内情報伝達分子変動をウエスタンブロットにより測定し両者との関連を調べる。また、糖尿病患者と非糖尿病患者の伏在静脈を用いて、アンジオテンシンⅡ受容体(AT1受容体)のようなG蛋白質共役受容体のインターナリゼーションに係る細胞内分子の活性をウエスタンブロット法で測定することにより、細胞内分子メカニズムを明らかとする。特にインスリンのターゲット分子としては、G蛋白共役受容体リン酸化酵素2(GRK2)やβアレスチンを想定している。
本研究においては、書面で同意を得られた糖尿病患者および非糖尿病患者から冠動脈バイパス手術で摘出し手術に使用しなかった部位の血管の提供を受け、実験に供している。本年度は、病院より提供される糖尿病患者の血管サンプルが予想外に少なく年度内に必要数を確保することができなかった。
研究期間をサンプル数の確保のためH25-27年を1年間延長しており十分な実験が可能である。
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Biochemistry and Biophysics Reports
巻: 6 ページ: 82-87
http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrep.2016.03.008
