血管透過性のダイナミクスを司る低分子量Gタンパク質Rap1の分子的基盤の解明

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本研究では、低分子量Gタンパク質Rap1がVE-cadherinを介した内皮細胞間接着を増強し、血管透過性を低下させる機構を解明することを目的としている。本年度は以下の研究成果を得た。これまでにin vitro実験から、ヒト肺動脈血管内皮細胞（HPAEC）に流れずり応力を負荷すると収縮性アクチン繊維ストレスファイバーが消失し、その一方で、細胞間接着部位に沿ったアクチン繊維束が形成されることで、VE-cadherin接着が増強することを示した。本年度は、siRNAを用いたRAP1遺伝子のノックダウンおよびEPAC阻害剤処理が流れずり応力によるアクチン細胞骨格の再編・VE-cadherin接着増強を阻害することを示した。また、血管透過性測定系を独自に開発し、流れずり応力が血管透過性を低下させること、FRETプローブを用いた蛍光ライブイメージング実験から、流れずり応力がサイクリックAMP（cAMP）産生、Rap1活性化を誘導することを示した。さらに、Pdgfb-iCreマウス、Gs floxedマウスを用いて血管内皮細胞のみでGsを欠損させると、肺および心臓における血管透過性が亢進することを示した。以上から、流れずり応力－Gs－cAMP－Epac1経路がRap1を活性化し、血管透過性を制御していることが示唆された。昨年度、内皮細胞のRap1シグナルを低下させたマウスでは、リポポリサッカライド（LPS）静脈投与による肺血管透過性亢進が劇的に亢進していることを発見し、Rap1シグナルが炎症による血管透過性亢進に対して保護的に働いていることを示した。本年度、Epac1活性化剤である007の静脈投与が、LPS誘導性肺障害における肺血管の透過性亢進を優位に抑制することを見出し、Rap1シグナルが急性呼吸窮迫症候群など肺血管透過性亢進を伴う疾患の治療標的となる可能性を示した。