New in vivo心筋細胞アポトーシスモデルの開発とBc1-2遺伝子治療

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470143
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 藤原 久義 岐阜大学, 大学院・医学研究科, 教授 (80115930)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小戝 健一郎 岐阜大学, 医学部, 助教授 (90258418) ; 竹村 元三 岐阜大学, 医学部附属病院, 講師 (40283311)
• Keywords: 成人ラット心筋細胞アポトーシスモデル / Fas ligand / caspase3 / アポトーシス感受性 / clearance rate / 超微形態 / Bcl-2遺伝子治療

Research Abstract

昨年度は、Fas-ligandを直接心筋に注入することにより新規in vivoラット心筋細胞アポトーシスモデルの開発に成功したことを報告した。本年度はこのモデルを用いて以下のことを行った。
1.新規in vivoラット心筋細胞アポトーシスモデルのメカニズムの解析
DNA repairまたは増殖のマーカーであるPCNA染色ではTUNEL陽性心筋細胞は全て陰性であった。すなわち心筋細胞アポトーシスのプロセスにおいてPCNAが陰性であった。我々は以前に肥大心や不全心においてTUNEL陽性細胞は同時にPCNA陽性であるが、電顕的にはアポトーシス超微形態を示さず、アポトーシス心筋細胞ではないことを示した。これらのことにより、TUNEL陽性・PCNA陽生細胞はアポトーシス心筋細胞ではなく、一方TUNEL陽性・PCNA陰性細胞が真にアポトーシス心筋細胞であることが明らかになった。
2.Bcl-2遺伝子治療の効果
アデノウィルスベクターを用いてBcl-2遺伝子をラットの下腿筋肉に注射し、Bcl-2の発現をみた。1週間後のsacrifice時点でのBcl-2発現量はコントロールと比較し血中で30倍、心筋組織においてウエスターン法では20倍であった。そこで、遺伝子治療1週間後に心筋内にアポトーシスが生ずるFas-ligand5μg/mlを心筋内に直接筋注し、アポトーシス心筋細胞の発現がブロックされるかを検討した結果、心筋細胞アポトーシスの量すなわちTUNEL陽性心筋細胞の%は非遺伝子治療時の1/2に減少した。このことはBcl-2遺伝子治療が心筋細胞のアポトーシスの抑制に有効であることを示唆している。しかし、Bcl-2遺伝子治療のみではFas-ligandに誘導されるアポトーシスは完全にはブロックされず、Bcl-2を介さないpathwayもまた存在することを示している。

Research Products

• [Publications] Hayakawa K et al.: "Inhibition of Granulation Tissue Cell Apoptosis During the Subacute Stage of Myocardial Infarction Improves Cardiac Remodeling and Dysfunction at the Chronic Stage"Circulation. (In press). (2003)
• [Publications] Li Yiwen et al.: "Post-infarction Treatment With an Adenovial Vector Expressing Hepatocyte Growth Factor Relieves Chronic Left Venticular Remodeling and Dysfunction in Mice"Circulation. 107. 2499-2506 (2003)
• [Publications] Matsuo H et al.: "Validation of Collateral Fractional Flow Reserve by Myocardial Perfusion Imaging"Circulation. 105. 1060-1065 (2002)
• [Publications] Sano H et al.: "Blockade of platelet-derived growth factor receptor-beta pathway induces apoptosis of vascular endothelial cells and disrupts glomerular capillary formation in neonatal mice"Am J Pathol. 161(1). 135-143 (2002)
• [Publications] T.Aoyama et al.: "Molecular mechanisms of non-apoptosis by Fas stimulation alone versus apoptosis with an additional actinomysin D in cultured cardiomyocytes"Cardiovasc Res. 55(4). 787-798 (2002)
• [Publications] Hayakawa K et al.: "Sensitivity to apoptosis signal, clearnce rate, and ultrastructure of Fas ligand-induced apoptosis in in vivo adult cardiac cells"Circulation. 105(21). 3039-3045 (2002)