Critical roles of smooth muscle cells on novel mechanisms of vascular remodeling

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本研究では分子＜オルガネラ＜細胞＜組織＜個体の多階層検証により、血管平滑筋細胞（VSMC）を主軸とした代表者独自の血管リモデリング形成仮説を包括的に実証することを目指す。1. VSMCによるCa2+ストレスセンシングの分子機構の解明：血管平滑筋細胞のカベオラ内にCav1.2-CaMKK2-CaMK1a分子複合体が形成されることを見出した。脱分極刺激によるCav1.2チャネルが活性化して、流入したCa2+がCaMKK2およびCaMK1aを活性化すること、またCaMKK2がCaMK1aを完全に活性化してその核移行を誘発することを発見した。これにより、核内で転写因子CREBのリン酸化が起こり、Ca2+シグナルがマクロファージの遊走・浸潤を促進する遺伝子群の転写に変換された。実際にマウス生体で腸間膜動脈に対して圧負荷をかけたところ、平滑筋細胞におけるCREBのリン酸化と血管外膜へのマクロファージの遊走が観察された。また、血管中膜の肥厚も検出された。この一連の研究により、血管障害後のマクロファージの集積および血管リモデリングの発生に関する分子メカニズムの一端が明らかになった（Suzuki Y et al., PNAS, 2022; Suzuki Y et al., Biol Pharm Bull, 2022）。また、熊本大学 荒木喜美 教授、荒木正建 准教授との共同研究により、CaMKK2-KOマウスの樹立も完了し、E-T couplingの減弱を見出した。2).生体内VSMC特異的刺激を用いた本研究仮説の個体での実証：個体レベルでの仮説の検証では、VSMCへのCa2+ストレス負荷が実際にMΦを動脈へ集積させるか検証する必要がある。そこで、SMC特異的チャネロドプシン発現（SMC-ChR2-YFP）マウスを用いた光遺伝学による生体内血管SMC特異的刺激を導入する。当該年度では、SMC特異的ChR2-YFP発現マウスの単離細胞を用いて、L型電位依存性Ca2+チャネルから選択的にCa2+が流入する刺激条件を同定した。