糖尿病性大血管障害の発症における細胞外マトリックス蛋白の糖化と脂質過酸化の役割

近年、老化や粥状硬化症および糖尿病合併症の発症、進展に蛋白質や脂質の糖酸化反応が注目されている。一方、脂質過酸化は粥状硬化症の発症に深く関与している。本研究の目的は、糖尿病動脈粥状硬化の促進因子としての糖酸化と脂質過酸化の役割を明らかにし、糖酸化反応から脂質が過酸化され、これは糖尿病性大血管障害を促進するという仮説を証明することである。そのために、酸化反応の亢進がよくみられる慢性腎不全患者の皮膚、心臓、大動脈を採集し、細胞外マトリックスコラーゲンを抽出した。各臓器コラーゲンの糖酸化反応産物carboxymethyllysine(CML)量をELISAで測定した。また、collagen crosslinkによく関与する糖酸化産物pentosidine量をHPLC及び蛍光測定法(励起波長335nm、蛍光波長385nm)で定量した。脂質過酸化産物malondialdehyde(MDA)をHPLC及び蛍光測定法(励起波長390nm、蛍光波長460nm)で定量し、糖酸化反応産物量との相関性を分析した。その結果、皮膚コラーゲンの糖酸化反応産物量は透析患者を含む慢性腎不全患者で著明に増加し、脂質過酸化産物MDA量との間に強い相関を認めた(Clinical Nephrology 1999;Vol51(5):280-289)。また、酸化反応の亢進がよくみられる慢性腎不全患者剖検例から得られた心臓の糖酸化反応産物と脂質過酸化産物を分析した結果、コラーゲンの糖酸化反応産物pentosidine量は透析患者を含む慢性腎不全患者で著明に増加し、脂質過酸化産物MDA量との間に強い相関を認めた(Cardiovascular Research,2000,in revise)。さらに糖尿病を含む慢性腎不全患者粥状硬化巣での糖酸化反応および脂質過酸化反応の亢進も認めた。in vitroでの検討では長期間グルコースとコラーゲンとのインキュベーションで得られた溶液に過酸化水素(H_2O_2)が検出されたので糖酸化反応から放出された過酸化水素(H_2O_2)が脂質過酸化を引き起す経路の存在を明らかにした(Arteriosclerosis,Thrombosis,Vascular Biology,in publish)。この経路を解明することによって糖尿病血管合併症や動脈粥状硬化症の成因に新しい知見が得られたと考えられる。

近年、老化や粥状硬化症および糖尿病合併症の発症、進展に蛋白質や脂質の糖酸化反応が注目されている。一方、脂質過酸化は粥状硬化症の発症に深く関与している。本研究の目的は、糖尿病動脈粥状硬化の促進因子としての糖酸化と脂質過酸化の役割を明らかにし、糖酸化反応から脂質が過酸化され、これは糖尿病性大血管障害を促進するという仮説を証明することである。そのために、酸化反応の亢進がよくみられる慢性腎不全患者の皮膚、心臓、大動脈を採集し、細胞外マトリックスコラーゲンを抽出した。各臓器コラーゲンの糖酸化反応産物carboxymethyllysine(CML)量をELISAで測定した。また、collagen crosslinkによく関与する糖酸化産物pentosidine量をHPLC及び蛍光測定法(励起波長335nm、蛍光波長385nm)で定量した。脂質過酸化産物malondialdehyde(MDA)をHPLC及び蛍光測定法(励起波長390nm、蛍光波長460nm)で定量し、糖酸化反応産物量との相関性を分析した。その結果、皮膚コラーゲンの糖酸化反応産物量は透析患者を含む慢性腎不全患者で著明に増加し、脂質過酸化産物MDA量との間に強い相関を認めた(Clinical Nephrology 1999;Vol51(5):280-289)。また、酸化反応の亢進がよくみられる慢性腎不全患者剖検例から得られた心臓の糖酸化反応産物と脂質過酸化産物を分析した結果、コラーゲンの糖酸化反応産物pentosidine量は透析患者を含む慢性腎不全患者で著明に増加し、脂質過酸化産物MDA量との間に強い相関を認めた(Cardiovascular Research,2000,in revise)。さらに糖尿病を含む慢性腎不全患者粥状硬化巣での糖酸化反応および脂質過酸化反応の亢進も認めた。in vitroでの検討では長期間グルコースとコラーゲンとのインキュベーションで得られた溶液に過酸化水素(H_2O_2)が検出されたので糖酸化反応から放出された過酸化水素(H_2O_2)が脂質過酸化を引き起す経路の存在を明らかにした(Arteriosclerosis,Thrombosis,Vascular Biology,in publish)。この経路を解明することによって糖尿病血管合併症や動脈粥状硬化症の成因に新しい知見が得られたと考えられる。