「細胞死」から血管を守る血管の防御機構

最終更新日:2019年9月20日

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臨床検査技師コラム

「細胞死」から血管を守る血管の防御機構

2019.02.18

大阪大学は1月11日、内藤尚道氏(同大微生物病研究所助教)、高倉伸幸氏(同教授)らの研究グループによって、血管内皮細胞が、腸内細菌や炎症によって分泌が誘導される炎症性サイトカインから自分自身を守ることで「細胞死」を防ぐメカニズムを明らかにしたと発表した。

同研究成果は、米国科学誌「Developmental Cell」(電子版)に掲載されている。

血管内皮細胞が「細胞死」から逃れる方法を研究

血管は、酸素・栄養分を体の隅々に届ける役割を担っているが、組織の損傷・炎症などの異常が生じた際には、その部位に「炎症細胞」を動員し、組織の修復を促進している。

血管の内腔を覆っている「血管内皮細胞」は、この過程で、『TNFα(炎症性サイトカインのひとつ)』により活性化され、炎症細胞の血管外への遊走を助け、正常に炎症反応を惹起する役割を担っている。

この『TNFα』は様々な機能を持つ因子としても知られ、「細胞死」を誘導する側面があることも報告されていたが、「血管内皮細胞」が『TNFα』が誘導する「細胞死」からどのように逃れているのかについては分かっていなかった

全身の血管内皮細胞で高発現するタンパク質「TAK1」分子

同研究グループはこれまで、全身の血管内皮細胞で高発現しているタンパク質「TAK1」分子に着目。血管内皮細胞が細胞死をどのように逃れ、血管の機能を保持しているのかを明らかにする研究を進めてきていた。

同研究グループは、全身の血管内皮細胞でタモキシフェンを投与したときにTAK1遺伝子が欠損するモデルマウス(TAK1ECKOマウス)を作製し、成体の血管の内腔を覆う血管内皮細胞の「TAK1」の機能解析を実施。

解析結果から、モデルマウスは全て、タモキシフェン投与後(11日)で著明な貧血を伴い死亡した。その原因は、血管内皮細胞がアポトーシスを起こし、腸や肝臓の血管が崩壊、出血したことだという。

このような成体の血管内皮細胞の1つの遺伝子の欠損だけで、急激に個体の死が引き起こされる現象は、これまでほとんど知られていなかった。

「TAK1」が『TNFα』が引き起こす細胞死を阻止、細胞を守る

腸と肝臓において、常在する腸内細菌が免疫細胞を刺激することで、炎症性サイトカイン『TNFα』の分泌が促されている。

血管内皮細胞の「TAK1」がないケースでは、『TNFα』が腸の血管内皮細胞の細胞死を引き起こし、血管が崩壊して出血がみられた。それ以外の部位では、「TAK1」がないケースでも通常は異常を認めなかった。また、肺炎や筋炎などで炎症が生じ、『TNFα』が分泌されると、腸・肝臓と同様に血管の崩壊と出血がみられた。

これらの解析結果から、血管内皮細胞において「TAK1」は、『TNFα』が引き起こす細胞死を阻止し、細胞を守る機能を担うことが判明した。

この「血管防御機構」は、炎症性サイトカインから腸・肝臓の血管を守る機構でもあり、肺炎や筋炎などの炎症が生じた際に、血管を壊さずに正常に炎症反応を引き起こすメカニズムであることが明らかになった。

老化による臓器機能低下の予防や、臓器の恒常性維持と修復機構の解明

腫瘍は、栄養を運ぶための腫瘍血管を形成して増大していくが、今回、血管防御機構が明らかになったことで、新たながん治療法が開発される可能性がある。

また、将来的には、老化による臓器機能低下の予防や、臓器の恒常性維持と修復機構の解明に結び付く可能性もある。

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