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血管狭窄時の血管リモデリングに内皮間葉転換が寄与-筑波大ほか

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2022年12月23日 AM10:20

治療介入点になり得る状態として注目の部分的内皮間葉転換、分子メカニズムは?

筑波大学は12月22日、マウス頸動脈結紮モデルを用いて、血流が停止した状態によって結紮部位よりも中枢側の頸動脈が狭窄するプロセスを経時観察したところ、これまで考えられていた中膜が主体の閉塞ではなく、血管内皮細胞が新生内膜形成に寄与することなどを見出したと発表した。この研究は、同大生存ダイナミクス研究センターの山城義人准教授(現:国立循環器病研究センター先端医療技術開発部室長)、柳沢裕美教授らの研究グループによるもの。研究成果は、「Cardiovascular Research」に掲載されている。


画像はリリースより
(詳細は▼関連リンクからご確認ください)

血管の内腔面を構成する血管内皮細胞が非上皮系の間葉細胞へと分化転換するプロセスである内皮間葉転換(EndMT:Endothelial-to-Mesenchymal Transition)は、血管リモデリングにおいて重要な役割を担っており、近年、血管疾患発症の原因として提唱されている。一般的なEndMTは、サイトカインTGF-β(transforming growth factor-beta)の働きが活性化することで生じる不可逆的な変化だと解釈されているが、可逆的な状態としての部分的内皮間葉転換(partial EndMT)が治療介入点になりうる状態として注目され始めている。しかし、partial EndMTの分子メカニズムについては不明な点が多く、血管病態への関与もわかっていない。また、血管狭窄の原因となる新生内膜肥厚機構や、新生内膜形成時の血管リモデリング機構の詳細については、さまざまな報告があり、統一された見解がないのが現状だ。

血管内皮細胞が新生内膜に寄与、血管狭窄の原因であることを強く示唆

今回、研究グループはまず、8週齢のマウスに頸動脈結紮を施行し、血流を停止させ、結紮部より中枢側の狭窄進展部位の新生内膜形成による血管狭窄のプロセスを経時観察した。狭窄初期の術後1週間では、血管内皮細胞に、間葉系細胞のマーカータンパク質α-SMAと血管内皮細胞のマーカーである細胞接着分子PECAMが共発現し、血球細胞マーカーCD45が発現していた。狭窄が起き始める術後2〜3週になると、新生内膜細胞に、α-SMAとPECAMの両方が発現。また、結紮した頸動脈では、TGF-βの働きが活性化していることから、EndMTが新生内膜の形成に寄与している可能性が示された。

次に、新生内膜細胞の起源と血管内皮細胞との関連性を精査するために、血管内皮細胞系譜解析システム(VE-Cadherin(Cdh5)-BAC-CreERT2-LSL-EGFPマウス)を用いて頸動脈結紮を行い、蛍光標識された血管内皮細胞が狭窄のプロセスでどこに局在するのかを解析。その結果、新生内膜細胞がEGFPで標識されることから、血管内皮細胞が新生内膜に寄与しており、血管狭窄の原因であることが強く示唆された。

血管狭窄の発症に低酸素応答シグナルが関与

さらに、生体での血流停止、すなわち内皮細胞への低酸素状況による影響を調べるために、ヒト動脈内皮細胞を用いて低酸素状態を誘導。その結果、CD45発現を伴うEndMTが引き起こされることがわかった。加えて、CD45の脱リン酸化酵素活性依存的に、細胞膜上の細胞接着分子integrinα11の発現誘導と、integrinβ1内因性阻害タンパク質SHARPINとの複合体形成が促進されることで、血管内皮細胞同士の接着が維持され、partial EndMTの保持に重要な役割を担っていることが明らかになった。

血管内皮細胞特異的なHif1α欠損マウスでは、新生内膜形成が抑制されることから、血管狭窄の発症に低酸素応答シグナルが関与していると考えられるという。

EndMT標的の血管狭窄新規治療法開発に期待

今回の研究は、血管狭窄の原因となる新生内膜の形成に関わる細胞が、血管内皮細胞由来であることを明らかにし、EndMTが血管狭窄時の血管リモデリングに寄与することを示した。今後、血管内皮細胞形質を維持したままのpartial EndMTの詳細なメカニズムの解明により、EndMTを標的とした血管狭窄の新たな治療法開発につながると期待される、と研究グループは述べている。

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