Effects of cadmium on tight junction of vascular endothelial cells: clarification of the mechanism of detachment injury

镉对血管内皮细胞紧密连接的影响：阐明脱离损伤机制

基本信息

批准号：
22K17355
负责人：
原崇人
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Toho University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、培養血管細胞に対してカドミウムを処理することで特異的に生じる、単層構造からの細胞の脱離（脱着傷害）の分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。2022（令和4）年度は、血管内皮細胞間の結合様式の中でも最も強力な結合を形成する密着結合にカドミウムが及ぼす影響を解析した。まず、血管内皮細胞において発現が認められる密着結合関連分子を探索したところ、膜貫通分子のclaudin-5、12、occuludinと、これらの裏打ち分子であるZO-1、2、3のmRNAおよびタンパク質発現が認められた。次に、これらの分子に対するカドミウムの影響を検討したところ、claudin-5およびZO-1のmRNAとタンパク質がカドミウムの濃度依存的に発現抑制されることが明らかとなった。次に、カドミウムと同じく毒性重金属として知られる亜ヒ酸および生体必須微量元素であるマンガンと亜鉛を用いて同様の解析を行い、本現象の特異性を検討した。亜ヒ酸処理下ではclaudin-5のみ濃度依存的に発現が低下し、マンガンおよび亜鉛の処理下では濃度依存的にZO-2およびZO-3の発現が抑制された。検討した4種類の重金属は、血管内皮細胞の密着結合構成分子の発現に対する影響がそれぞれ異なり、カドミウムだけが細胞間結合分子であるclaudin-5と、裏打ちタンパク質ZO-1の両方を発現抑制させた。今年度得られた結果は、本研究の背景にある『脱着傷害のカドミウム特異性』を説明しうる成果である。そこで、2023年度以降は、claudin-5およびZO-1に注目し、（１）両分子がカドミウムによる内皮細胞の脱着傷害に対する責任タンパク質であるかの解析、および（２）カドミウムによる両分子の発現抑制シグナルの解析を行う。

这项研究旨在阐明单层结构的细胞脱落（解吸损伤）的分子机制，这些结构是通过镉处理在培养的血管细胞上专门产生的。在2022年（REIWA 4），我们分析了镉对紧密连接的影响，这在血管内皮细胞之间形成了结合模式之间最强的键。首先，当我们搜索在血管内皮细胞中表达的紧密连接相关的分子时，我们发现了跨膜分子的mRNA和蛋白质表达Claudin-5，12、12和Occuludin，以及内膜分子，以及衬里分子ZO-1，2和3。 Claudin-5和ZO-1以浓度依赖性镉的抑制。接下来，使用砷（称为有毒的重金属）以及锰和锌，必需生物质痕量元素进行类似的分析，以检查这种现象的特异性。在砷处理下，单独的Claudin-5表达以浓度依赖性方式降低，在锰和锌处理下，以浓度依赖性方式抑制了ZO-2和ZO-3的表达。所研究的四种重金属对血管内皮细胞中紧密连接分子的表达有不同的影响，并且抑制了Claudin-5的表达，Claudin-5是唯一的细胞间结合分子和内侧蛋白ZO-1的表达。今年获得的结果是可以解释本研究背景的“解吸损伤的镉特异性”。因此，从2023财年开始，我们将重点关注Claudin-5和ZO-1，（1）分析两个分子是否负责解吸由镉引起的内皮细胞，以及（2）信号分析以抑制由cadmium引起的两个分子的表达。