炎症による血液脳関門の破綻を転機としたCARASIL病態発症機序の解析

以炎症破坏血脑屏障为转折点的CARASIL病理机制分析

基本信息

批准号：
11J07794
负责人：
加藤泰介
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J07794/
关键词：
HtrA1 CARASIL 脳小血管 TGFβ 血液脳関門

项目摘要

High temperature requirement A1 (HTRA1)は遺伝性脳小血管病の一つであるCARASILの原因遺伝子であり、HtrA1遺伝子変異によるプロテアーゼ機能喪失/低下がこの疾患の発症原因であることが推測されている(N Eng J Med 2009)。本研究は、HTRA1機能喪失により実際にin vivoにてCARASIL病態が再現されうるかを中心に解析を進めてきた。さらに、CARASILの病態背景にはプロテアーゼであるHTRA1の基質であるTransforming growth factorβ (TGFβ)ファミリーのシグナル亢進が強く関与することが示唆されている。この仮説を検証するために、HTRA1機能喪失時に想定されるアストロサイトからのTGFβの分泌亢進を模倣するTGFβ1トランスジェニックマウス(TGFβ1-Tg)を用いてTGFβシグナル亢進がCARASIL病態を引き起こすかの検証を進めた。解析の結果、HtrA1ノックアウトマウス(HtrA1-KOマウス)は、加齢依存的に血管平滑筋細胞の変性、軟膜下血管腔の拡大、さらに脳毛細血管における周皮細胞の変性を示すことが明らかとなった。また、同様の解析をTGFβ1-Tgで進めた結果、HtrAl-KOマウスと同様のCARASIL類似の血管平滑筋細胞、周皮細胞の変性を加齢依存的に示すことが明らかとなった。以上の解析結果により、HtrA1の機能喪失が、実際に生体においてCARASIL病態を再現することが明らかとなり、HtrA1-KOマウスが有用な脳小血管病モデルであることが示された。またTGFβ1-Tgの結果から、CARASIL病態にはTGFβファミリーシグナルが関与することが強く示唆され、これらの結果は脳小血管病の分子メカニズムの解明に大きく寄与するものであると考えられる。

高温需求A1（HTRA1）是遗传性脑小血管病CARASIL的致病基因，推测HtrA1基因突变导致的蛋白酶功能丧失/降低是该病的病因（N Eng J Med 2009）。这项研究的重点是分析 HTRA1 功能的丧失是否真的可以在体内重现 CARASIL 病理。此外，有人认为 CARASIL 的病理背景与转化生长因子 β (TGFβ) 家族信号的增强密切相关，该家族是蛋白酶 HTRA1 的底物。为了验证这一假设，我们使用了 TGFβ1 转基因小鼠 (TGFβ1-Tg)，它模拟了星形胶质细胞中 TGFβ 的分泌增强（假设 HTRA1 功能丧失时会发生这种情况），以验证增强的 TGFβ 信号是否会导致 CARASIL 病理学。分析显示，HtrA1基因敲除小鼠（HtrA1-KO小鼠）表现出血管平滑肌细胞的年龄依赖性变性、软膜下血管间隙扩大以及脑毛细血管周细胞变性。此外，使用TGFβ1-Tg进行类似的分析，结果表明HtrAl-KO小鼠表现出与CARASIL相似的血管平滑肌细胞和周细胞的年龄依赖性变性。上述分析结果表明，HtrA1功能丧失实际上在体内重现了CARASIL病理，并证明HtrA1-KO小鼠是脑小血管疾病的有用模型。此外，TGFβ1-Tg的结果强烈表明TGFβ家族信号参与CARASIL的病理学，并且这些结果被认为极大地有助于阐明脑小血管疾病的分子机制。