造血システムを支える骨髄生理的酸素環境形成・維持機構とその意義の解明

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2年目となる当該年度は、骨髄の酸素環境に大きく影響すると思われる骨髄血流の制御因子として、血管内皮細胞に発現する内皮型一酸化窒素合成酵素eNOSから産生される一酸化窒素 (NO) に着目した。まず定常状態の骨髄の血流におけるNOの役割を明らかにするため、NOS阻害剤L-NAMEを麻酔下のマウスの頭蓋骨骨髄に局所投与した時の血流変化を多光子レーザー顕微鏡を用いて検証した。その結果、骨髄の動脈の血管はNOSの阻害によって収縮し、またその下流の類洞血管の血流量が減少した。そこで骨髄におけるeNOSの血流維持における役割をより詳細に検討するため、eNOS遺伝子欠損マウス (eNOS KOマウス) の頭蓋骨骨髄の血流を野生型マウスと比較した。その結果野生型マウスと比べ、eNOS KOマウスの頭蓋骨骨髄の動脈径は小さく、類洞血管の血流は低下していた。さらにeNOS KOマウスの頭蓋骨骨髄にNOドナーとしてニトロプルシドを局所投与したところ、動脈径は野生型マウスとほぼ同等まで拡張し、また類洞血管の血流も改善を見せた。次にNOの骨髄の酸素環境維持における役割を検証するため、初年度に立ち上げた多光子励起りん光寿命イメージング顕微鏡 (PLIM) を使った麻酔下のマウス骨髄の定量的酸素濃度イメージングシステムを用いてNOS阻害時の酸素濃度を測定したところ、阻害前と比較してNOS阻害時の骨髄酸素濃度が低下した。これらの結果から定常状態において骨髄のeNOSは骨髄の動脈を拡張させることでその下流の類洞血管の血流を保ち、酸素環境の維持に貢献していることが示唆された。