脳血管新生を調節するアグリカン型プロテオグリカンの解析

プロテオグリカンは、増殖因子と相互作用し、細胞増殖・分化・形態形成といった細胞活動を制御する細胞間情報伝達を担う分子として、様々な組織・病態で広く研究されている。本研究では、アグリカンの脳血管における発現様式や、血管新生に関する働きを明確化することを研究の目的とした。本年度は、血管可視化マウスを用いて、アグリカンの発現局在を解析し、血管形成においてアグリカンが重要な役割りを果たすことを見出した。そこで、HUVEC（臍帯内皮細胞）やHBMEC（脳毛細血管内皮細胞）の培養系を用いて、内皮細胞の増殖・遊走・分化にアグリカンがどのように利用され、その作用にVEGF（血管内皮細胞増殖因子）やbFGF（塩基性線維芽細胞増殖因子）などの増殖因子との如何なる相互作用が寄与するかを評価したところ、アグリカンはbFGFの影響はあまり受けないが、VEGF共存下で強い血管新生促進作用を示すことが明らかとなった。さらには、血管可視化マウスの脳スライス培養を用い、アグリカン型プロテオグリカンを添加し、その作用をタイムラプスでライブイメージング解析したところ、アグリカンが内皮細胞の血管先端細胞の移動を優位に促す働きがあることが確認された。加えて、生化学実験によって、アグリカンを血管内皮細胞に作用させると、VEGF受容体の下流分子が活性化させることが明らかとなった。以上のことから、発生・発達過程の脳組織では、毛細血管周囲に局在するアグリカンが重要な細胞外マトリックスとして機能し、VEGFシグナルを制御することで、血管形成に寄与する可能性が示唆された。

プロテオグリカンは、増殖因子と相互作用し、細胞増殖・分化・形態形成といった細胞活動を制御する細胞間情報伝達を担う分子として、様々な組織・病態で広く研究されている。本研究では、アグリカンの脳血管における発現様式や、血管新生に関する働きを明確化することを研究の目的とした。本年度は、血管可視化マウスを用いて、アグリカンの発現局在を解析し、血管形成においてアグリカンが重要な役割りを果たすことを見出した。そこで、HUVEC（臍帯内皮細胞）やHBMEC（脳毛細血管内皮細胞）の培養系を用いて、内皮細胞の増殖・遊走・分化にアグリカンがどのように利用され、その作用にVEGF（血管内皮細胞増殖因子）やbFGF（塩基性線維芽細胞増殖因子）などの増殖因子との如何なる相互作用が寄与するかを評価したところ、アグリカンはbFGFの影響はあまり受けないが、VEGF共存下で強い血管新生促進作用を示すことが明らかとなった。さらには、血管可視化マウスの脳スライス培養を用い、アグリカン型プロテオグリカンを添加し、その作用をタイムラプスでライブイメージング解析したところ、アグリカンが内皮細胞の血管先端細胞の移動を優位に促す働きがあることが確認された。加えて、生化学実験によって、アグリカンを血管内皮細胞に作用させると、VEGF受容体の下流分子が活性化させることが明らかとなった。以上のことから、発生・発達過程の脳組織では、毛細血管周囲に局在するアグリカンが重要な細胞外マトリックスとして機能し、VEGFシグナルを制御することで、血管形成に寄与する可能性が示唆された。