血管平滑筋細胞の形質変換に関わるMAPキナーゼ下流分子の全ゲノムの探索

【背景】血管平滑筋細胞は、正常では収縮タンパクに富み、増殖、合成、分泌能の低い収縮型(高分化型)であるが、動脈硬化に際して収縮タンパク発現が低く、増殖、遊走、合成、分泌能の高い合成型(未分化型)となり(形質変換)、これが動脈硬化の細胞生物学的本態と考えられている。形質変換の細胞内情報伝達機構として、MAPキナーゼ系が注目を集めているが、その下流の分子メカニズムは不明である。【目的】本研究の目的は、血管平滑筋細胞においてMAPキナーゼ系の下流で活性化される遺伝子発現をゲノムスケールで解析し、平滑筋細胞の形質変換の分子病態を解明することである。【経過】モデルシステムとして、高分化型培養血管平滑筋細胞系を確立した。この培養細胞を血小板由来成長因子で刺激するとMAPキナーゼ系の速やかな活性化と、それに続く平滑筋細胞の形質変換が認められた。また生体モデルとしてラット大動脈をバルーン・カテーテルで傷害し、動脈硬化の初期病変(内膜肥厚)モデルを作成した。バルーン傷害により、生体内においても、速やかなMAPキナーゼ系の活性化が認められた。さらに、これらモデルシステムの細胞内情報伝達系を操作するために、代表的なMAPキナーゼ制御分子(MEK1)の活性型変異体および抑制型変異体のアデノウイルス・ベクターを作成し、培養血管平滑筋細胞において、ほぼ100%の遺伝子導入効率を認めた。これらアデノウイルス・ベクターにより、MAPキナーゼ系を選択的に活性化あるいは抑制できることを確認した。【今後の展望】培養血管平滑筋細胞において上記アデノウイルス・ベクターを用いてMAPキナーゼ依存性に変化する遺伝子群をDNAマイクロアレイにより突き止める。さらにラット動脈硬化モデルにおいて発現が変化している遺伝子群と比較することにより、MAPキナーゼ系が動脈硬化において果たす分子的役割が明らかになると期待される。

【背景】血管平滑筋細胞は、正常では収縮タンパクに富み、増殖、合成、分泌能の低い収縮型(高分化型)であるが、動脈硬化に際して収縮タンパク発現が低く、増殖、遊走、合成、分泌能の高い合成型(未分化型)となり(形質変換)、これが動脈硬化の細胞生物学的本態と考えられている。形質変換の細胞内情報伝達機構として、MAPキナーゼ系が注目を集めているが、その下流の分子メカニズムは不明である。【目的】本研究の目的は、血管平滑筋細胞においてMAPキナーゼ系の下流で活性化される遺伝子発現をゲノムスケールで解析し、平滑筋細胞の形質変換の分子病態を解明することである。【経過】モデルシステムとして、高分化型培養血管平滑筋細胞系を確立した。この培養細胞を血小板由来成長因子で刺激するとMAPキナーゼ系の速やかな活性化と、それに続く平滑筋細胞の形質変換が認められた。また生体モデルとしてラット大動脈をバルーン・カテーテルで傷害し、動脈硬化の初期病変(内膜肥厚)モデルを作成した。バルーン傷害により、生体内においても、速やかなMAPキナーゼ系の活性化が認められた。さらに、これらモデルシステムの細胞内情報伝達系を操作するために、代表的なMAPキナーゼ制御分子(MEK1)の活性型変異体および抑制型変異体のアデノウイルス・ベクターを作成し、培養血管平滑筋細胞において、ほぼ100%の遺伝子導入効率を認めた。これらアデノウイルス・ベクターにより、MAPキナーゼ系を選択的に活性化あるいは抑制できることを確認した。【今後の展望】培養血管平滑筋細胞において上記アデノウイルス・ベクターを用いてMAPキナーゼ依存性に変化する遺伝子群をDNAマイクロアレイにより突き止める。さらにラット動脈硬化モデルにおいて発現が変化している遺伝子群と比較することにより、MAPキナーゼ系が動脈硬化において果たす分子的役割が明らかになると期待される。