低酸素誘発性肺高血圧症における肺動脈内皮機能障害および血管肥厚の分子機構

缺氧性肺动脉高压肺动脉内皮功能障碍和血管增厚的分子机制

基本信息

批准号：
02J08467
负责人：
村田幸久
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

現在肺高血圧症を含む多くの血管病態に、ウイルスベクターを用いての遺伝子治療法が有効であると考えられ、基礎レベルでの研究が進んでいる。しかしその遺伝子導入効率の低さ、ベクター感染によって誘起される血管壁の炎症が問題となり、現在のところ血管病変に対する遺伝子治療は禁忌である。これらの背景を踏まえ、本年度は、血管内皮細胞をターゲットとした遺伝子導入法の改良について検討した。ウサギ肺動脈組織培養標本を用い、アデノウイルス感染による血管内皮細胞機能障害機構の解析と遺伝子導入に対するDexamethasone (DEX)の作用を検討した。1.5×108-1.5×109 PFU/mlのβ-galactosidase adenovirus vector (β-gal-Ad)を肺動脈組織培養標本に感染させると、β-galは血管内皮細胞において濃度依存的に発現した。しかし、7.5×108 PFU/ml β-galAd感染により内皮依存性弛緩反応障害が観察され、形態観察において内皮細胞はアポトーシスを起こし、内弾性板より剥離していることが観察された。RT-PCRの結果これらの障害は内皮細胞内の炎症(IL-1β、TNFα、IFNα、VCAM-1、ICAM-1 mRNA発現上昇)を伴っていることが分かった。3μM DEXをβ-gal-Ad感染と同時、さらに感染後処置するとサイトカイン発現は抑制され、内皮細胞の形態と機能を維持したままβ-galの発現量は大幅に上昇することが分かった。また人単離血管内皮細胞さらにはラットを用いた個体レベルでの遺伝子導入実験においてもDEXの遺伝子導入率向上効果は確認された以上の成績より、血管内皮細胞には細胞特異的に抗アデノウイルス感染機構が存在し、かつ遺伝子導入効率に抑制をかけていること、さらにDEXは感染による内皮障害を抑制し遺伝子導入効率を有意に上げることがわかった。これら本研究で得られた成果は、肺高血圧を含む様々な血管病態治療の展開だけでなく遺伝子導入効率の改善と言う点から、あらゆる血管基礎研究にも大きく寄与するものと思われる。

目前，使用病毒载体的基因治疗被认为对包括肺动脉高压在内的许多血管病变有效，并且基础研究正在取得进展。然而，由于基因转移效率低以及媒介感染引起的血管壁炎症，目前对血管病变进行基因治疗是禁忌的。基于这些背景，今年我们研究了针对血管内皮细胞的基因转移方法的改进。利用兔肺动脉组织培养标本，分析了腺病毒感染引起血管内皮细胞功能障碍的机制，并研究了地塞米松（DEX）对基因转移的影响。当肺动脉组织培养标本感染1.5×108-1.5×109 PFU/ml β-半乳糖苷酶腺病毒载体（β-gal-Ad）时，β-gal在血管内皮细胞中呈浓度依赖性表达。然而，感染7.5 x 108 PFU/ml β-galAd后，观察到内皮依赖性舒张反应受损，形态学观察显示内皮细胞发生凋亡并与内弹力层脱离。 RT-PCR 结果显示，这些疾病伴有内皮细胞内的炎症（IL-1β、TNFα、IFNα、VCAM-1 和 ICAM-1 mRNA 表达增加）。当β-gal-Ad感染同时和感染后用3μM DEX处理时，细胞因子表达受到抑制，β-gal表达水平显着增加，同时保持内皮细胞的形态和功能。此外，在使用人分离血管内皮细胞甚至大鼠的个体水平基因转移实验中也证实了DEX提高基因转移率的作用。从上述结果来看，血管内皮细胞具有细胞特异性的抗腺病毒作用。我们发现存在感染机制并抑制基因转移效率，并且DEX抑制感染引起的内皮损伤并显着提高基因转移效率。从提高基因转移效率的角度来看，本研究获得的结果不仅有望为包括肺动脉高压在内的各种血管疾病的治疗方法的开发做出巨大贡献，而且还将为所有基础血管研究做出贡献。