大動脈瘤が弓部や腹部で形成される理由を解明

大動脈の拡張した血管は破裂すると生命を脅かす可能性があります。いわゆる大動脈瘤は、通常、大動脈の同じ部位、つまり上弓部または腹部に発生します。

「なぜこれらの特定の部位が影響を受けるのか、そして他の部位と何が違うのかを解明したかったのです」と、ドイツのルール大学ボーフム校システム生理学科長、ダニエラ・ヴェンツェル教授は語る。

血管の最内層における遺伝子活性の研究により、健康なマウスであってもこれらの領域に異常が生じることが示されました。研究チームはこの研究結果を7月4日、Angiogenesis誌に発表しました。

スタンピング技術は内皮RNA分析を容易にする

繰り返し影響を受ける血管領域とその他の領域を区別する要因を解明するため、共同研究センター/トランスレジオ 259「大動脈疾患」に所属するボッフムとボンのウェンゼル氏と彼女のチームは、血管の最も内側の層である大動脈内皮を特に研究する方法を開発した。

「動脈硬化症などの他の血管疾患から、この内層の変化は症状が現れるずっと前に起こることが分かっています」と研究者は言う。

研究者たちは、コールドスタンピング法を用いて健康なマウスから大動脈内皮細胞のみを単離することに成功した。わずか350個程度の細胞を含むこの少量のサンプルから、RNAを単離・解析した。そして、大動脈の様々な領域における遺伝子活性を分析し、動脈瘤が頻繁に発生する領域と発生しない領域を比較した。

遺伝子異常

「伸展が頻繁に形成される部位において、活性化遺伝子の特定のパターンを特定しました」と、ボン大学病院およびボン大学生理学第一研究所のワーキンググループの博士課程学生であり、本研究の筆頭著者であるアレクサンダー・ブルックナー氏は説明する。「これらの異常に活性化した遺伝子は、例えば、細胞外マトリックスの変化、新しい血管の形成、特定の炎症反応などに影響を与えます。」

このような遺伝子異常は、ヒトの動脈瘤組織にも見つかっています。リューベック大学生理学研究所の研究者らと共同で、研究者らは健康な大動脈サンプルの内皮の硬さも測定しました。内皮の弾力性が低いほど、血管の健康に有害であることが示されました。動脈瘤が発生しやすい部位では、対照部位よりも内皮が硬くなっていることがわかりました。

研究チームは次のステップとして、標的遺伝子改変によって動脈瘤を形成しやすい既存のノックアウトマウスモデルを使用しました。これらのマウスに高血圧を加えると、大動脈瘤が形成されます。研究チームは、動脈瘤のない遺伝子改変マウスの大動脈内皮における遺伝子活性と、高血圧の付加によって動脈瘤を発症したマウスの大動脈内皮における遺伝子活性を比較しました。

「動脈瘤のあるマウスでは、健康なマウスの遺伝子変化と同じカテゴリーの遺伝子変化が、はるかに多く見られました」とブルークナー氏は言う。「動脈瘤のあるマウスでは、血管壁にも変化が見られました。」

研究者たちは、動脈瘤がよく形成される部位はそもそも弱点であると結論付けました。「なぜこのようなことが起こるのかは正確には分かっていません。これらの部位の機械的条件や血流に関係しているのかもしれませんし、あるいはこれらの部位における遺伝子活性の変化が生まれつき受け継がれているのかもしれません」とウェンゼル氏は説明します。

大動脈は異なる胚前駆細胞から異なるレベルで発達するため、後者は妥当と思われます。「これに喫煙や高血圧などの危険因子が加わると、これらの領域は特に血管瘤の形成に脆弱になります」と医師は強調します。

彼女は、基礎研究によって動脈瘤の形成に寄与するプロセスについての理解が深まり、最終的には薬物治療への新たなアプローチにつながることを期待しています。