メカニカルストレスが気道リモデリングに与える影響

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気管支喘息の病態形成に対するメカニカルストレスの役割を検討した。メカニカルストレッチはモルモット気道平滑筋組織の持続性収縮反応を引き起こす。この反応の制御機構には複数の経路が存在し、特にstretch-activated Ca^<2+> channelを介した細胞内へのCa^<2+>流入、Rho/Rho-kinase系及びcyclooxygenase-2の活性化が関与していることを明らかにした。培養ヒト気道平滑筋細胞を用いた実験で、単回メカニカルストレッチが細胞外からCa^<2+>を流入させること、この反応がstretch-activated Ca^<2+> channel阻害剤Gd^<3+>及びTRPVチャネル阻害剤ruthenium redで抑制できることを見出した。更にTRPVチャネルファミリーのうちTRPV-2,-4が発現していることを見出し、以上の知見からストレッチによるCa^<2+>流入において、TRPVファミリーに属するイオンチャネルの関与が示唆された。同細胞に対して繰り返しのストレッチにより細胞内シグナル伝達系のp38 MAP-kinase, ERK1/2を活1生化することを見出した。次に、マウスを用いて呼吸生理機能に対する肺容量、一回換気量、PEEPの変化といったメカニカル環境の影響を検討した。肺のelastance, resistanceなど呼吸生理機能はメカニカル環境の影響を強く受け、肺内での分布の違い(heterogeneity)が存在することを明らかにした。以上の知見から、呼吸生理機能はメカニカル環境によって影響を受け、気管支喘息の病態形成に対してメカニカルストレスによる気道平滑筋細胞の細胞内シグナルの活性化が重要な役割を果たしている可能性が示唆される。