インスリンとニコチンによる動脈硬化進展における分子生物学的作用機序の解明

阐明胰岛素和尼古丁对动脉硬化进展作用的分子生物学机制

基本信息

批准号：
18790615
负责人：
和田努
金额：
$ 2.24万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18790615/
关键词：
シグナル伝達糖尿病動脈硬化症ニコチン α7ニコチン受容体

项目摘要

2型糖尿病やMetabolic Syndromeにおいて認められるインスリン抵抗性・高インスリン血症と喫煙はそれぞれ独立した心血管障害や脳梗塞の危険因子であり、これらは重複することでその発症の相対危険度が飛躍的に増す。インスリンの増殖作用に対するニコチンの影響を分子レベルで明らかにすることは動脈硬化進展についての予防法に対する新たな治療戦略を考える上で必要である。そこで、SDラット由来の血管平滑筋(VSMC)を用いて細胞レベルでのインスリンとニコチンによる増殖シグナル伝達を検討し、ニコチンがインスリンの増殖作用に及ぼす影響とその経路を明らかにした。短期間のニコチン刺激、またはインスリン刺激を行うと、p44/42 MAPK, p38MAPK, STAT3のリン酸化が認められた。ニコチン前処置後にインスリン刺激を行うとp44/42MAPKのリン酸化のみに相加的な増強効果が認められた。RTPCRにより、ラットVSMCにα2-7,α10,β1-3,δ,εのニコチン受容体(nAChR)サブタイプの発現を確認した。その中でα7nAChRがニコチンによるDNA合成(3H-チミジン取り込み)に関わることを明らかにし、そのシグナルとしてcalmodulin kinase II, Src, Shcを介するp44/42MAPKのリン酸化が重要であることを明らかにした。またその際EGFとPDGFの両受容体との交差活性化は認められなかった。さらに、長期間のニコチン処置は細胞膜上のα7nAChRをアップレギュレーションし、その結果ニコチン再刺激時の増殖シグナルとDNA合成を飛躍的に増加させることが解明された。以上より、反復する喫煙習慣によるニコチン摂取は、血管平滑筋の細胞膜のα7nAChRを増加させ、インスリン抵抗性状態における動脈硬化促進に関わる増殖シグナルの著しい増強を起こす可能性が示唆された。

2型糖尿病和代谢综合征中观察到的胰岛素抵抗/高胰岛素血症和吸烟是心血管疾病和脑梗塞的独立危险因素，当它们重叠时，发生它们的相对风险会急剧增加。有必要在分子水平上阐明尼古丁对胰岛素增殖作用的影响，以便考虑新的治疗策略来预防动脉硬化的进展。因此，我们利用SD大鼠血管平滑肌（VSMC）在细胞水平上研究了胰岛素和尼古丁对增殖信号转导的影响，阐明了尼古丁对胰岛素增殖作用的影响及其途径。在短期尼古丁或胰岛素刺激下观察到 p44/42 MAPK、p38MAPK 和 STAT3 的磷酸化。尼古丁预处理后的胰岛素刺激仅对 p44/42 MAPK 磷酸化具有附加增强作用。通过 RTPCR 证实了大鼠 VSMC 中 α2-7、α10、β1-3、δ 和 ε 烟碱受体 (nAChR) 亚型的表达。其中，我们揭示了α7nAChR参与尼古丁诱导的DNA合成（3H-胸苷掺入），并阐明了钙调蛋白激酶II、Src和Shc介导的p44/42 MAPK磷酸化作为其重要信号。此外，没有观察到EGF和PDGF受体之间的交叉激活。此外，长期尼古丁治疗被发现会上调细胞膜上的α7nAChR，导致尼古丁再刺激时增殖信号和DNA合成急剧增加。上述结果表明，反复吸烟习惯导致的尼古丁摄入增加了血管平滑肌细胞膜上的α7nAChR，导致胰岛素抵抗状态下促进动脉硬化的增殖信号显着增强。