病的高シェアストレスが生じる肺動脈病変の発症・進行メカニズムの解明とその治療応用

病理性高剪切应力所致肺动脉病变发生、进展机制的阐明及其治疗应用

• 批准号: 22K15948
• 负责人: 篠原 務
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Nagoya City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15948/
• 关键词: シェアストレス; 病的高シェアストレス; 先天性心疾患; 内皮間葉転換; 肺血管リモデリング

多種多様な先天性心疾患は、術後に遺残する肺動脈性肺高血圧症や肺動脈狭窄症により生存率やQuality of lifeが低下する。しかしその発症・進行のメカニズムは明らかにされていない。そこで「肺血流増加や肺動脈狭窄部位において生じる病的高シェアストレスにより内皮間葉転換をきたし、肺動脈の閉塞・狭窄が進行していく」という仮説を証明したい。我々はフローポンプシステムを用いた予備実験において、病的高シェアストレス下でヒト肺動脈内皮細胞は内皮間葉転換をきたし、その機序は転写因子ERGの発現が低下するためであるというデータを得ることに成功した。培養実験において病的高シェアストレスは、ヒト肺動脈内皮細胞の血管内皮細胞マーカーであるPECAM1やCDH5の発現を低下させ、間葉系マーカーであるACTA2やFSP1の発現を増加させ、内皮間葉転換を示した。また、血管内皮細胞マーカーの遺伝子を発現させる転写因子ERGを低下させ、内皮間葉転換を抑えるBMPR2の発現を低下させた。そこでsiRNAを用いたERGの機能低下実験を行うと、正常シェアストレス下においてPECAM1、CDH5やBMPR2は低下し、ACTA2の発現が増加し、病的高シェアストレス下と同様な現象が起きた。また、レンチウイルスを用いてERGの過剰発現を行ったところ、病的高シェアストレスにおいて、PECAM1、CDH5やBMPR2は増加し、ACTA2の発現は減少し、内皮間葉転換がレスキューされた。今後は肺血流増加モデルマウスを用いて、肺血管内皮のERGを活性化する治療により肺高血圧の進行を抑えられるか否かを確認することが目的である。本研究により先天性心疾患に伴う肺動脈病変の発症や進行を防ぐ新たな内科的治療薬の開発につなげたい。

多种先天性心脏病会由于肺部高血压和肺动脉狭窄而导致的生存率和生活质量减少了手术后。但是，尚未阐明其发作和进展的机制。因此，我想证明：“肺部血流和肺动脉狭窄发生的病理高发压力会导致内皮间质质转变，肺动脉阻塞和狭窄进展。”在使用流动泵系统的初步实验中，我们成功地获得了人类肺部内皮内皮细胞在病理高剪切应力下经历内皮间质转变的数据，并且该机制是由于转录因子ERG的表达降低所致。在培养实验中，病理高剪应力降低了人类肺动脉内皮细胞中血管内皮细胞标记的PECAM1和CDH5的表达，增加了ACTA2和FSP1，间质标记物的表达，并显示内皮间质的内皮间质转换。此外，表达血管内皮细胞标记基因的转录因子ERG降低了，BMPR2的表达抑制了内皮间充质转变。因此，当使用siRNA降低ERG功能时，PECAM1，CDH5和BMPR2在正常剪切应力下降低，并且ACTA2的表达增加，从而导致与病理高剪切应力相似的现象。此外，当使用慢病毒过度表达ERG时，PECAM1，CDH5和BMPR2在病理高剪切应力中增加，ACTA2表达降低，并挽救了内皮间质跃迁。目的是使用肺部血流量的模型小鼠来确认激活肺血管内皮中ERG的治疗是否可以抑制肺动脉高压的进展。这项研究将有助于开发新的医疗治疗，以防止与先天性心脏病相关的肺动脉病变的发作和进展。