●糖尿病と動脈硬化――［ II ］脂質代謝とアディポサイトカイン

4．プラークの形成と退縮の分子機序石橋俊＊

糖尿病におけるプラークの形成には血清脂質代謝異常が中心的な役割を担っている．血管壁に侵入した血清リポタンパクは，そこで酸化変性を受け，単球を引き寄せる．単球はマクロファージに分化後，変性リポタンパクを取り込んで，コレステロールエステル（CE）を蓄積した泡沫細胞となる．この時の取り込み経路として A 型スカベンジャー受容体（SR-A）が主要であり，状況によっては SREC-I などの他のスカベンジャー受容体群も寄与する．また，スカベンジャー受容体群の一部は，糖化蛋白（AGE）を認識して糖尿病性血管障害の形成に関与する可能性がある．
取り込まれた CE はリソソーム内の酸性リパーゼ（LAL）による水解を受け，遊離コレステロール（FC）となる．FC は小胞体において ACAT-1 の作用を受け，再び CEとなって細胞内に蓄積し，泡沫細胞を形成する．CE の過剰蓄積に虚血が加わると泡沫細胞は自壊して，細胞内脂質を細胞外に放出してしまう．この場合，脂質に富んだ壊死組織は炎症性機転を刺激して，プロテアーゼによる線維性被膜の断裂とプラークの破綻へと進むことになる．
一方，蓄積した CE を失ってプラークの退縮へと向かう場合もある．この時の最初のステップである CE 水解に与る酵素は，LAL と異なり中性域に至適 pH を有するため中性 CE 水解酵素（NCEH）と総称されている．NCEH の強制的誘導は，CE の消失，SR-A の発現低下，ABCA-1 の発現誘導などを伴うため，FCの過剰蓄積をきたさずに細胞内 CE を消失せしめる．NCEH の候補分子として脂肪細胞が貯蔵するトリグリセリド（TG）を水解する分子であるホルモン感受性リパーゼ（HSL）が有力視されてきた．しかし，HSL を欠損するマクロファージにも，野生型と同レベルの NCEH 活性が発現している．今後，NCEH の同定と活性調節機構の解明が，糖尿病における動脈硬化の発症予防を考える際にも重要と考えられる．

Molecular Mechanisms of plaque progression and regression
SHUN ISHIBASHI Division of Endocrinology and Metabolism, Department of Medicine, Jichi Medical School
いしばし・しゅん：自治医科大学
内科学講座内分泌代謝学部門教授．昭和57年東京大学医学部卒
業．平成１年東京大学医学部第三内科助手．同年米国テキサス大学
分子遺伝学教室留学．平成６年東京大学医学部第三内科助手．平成13年現職． 主研究領域／糖尿病．
高脂血症．動脈硬化．
＊Key words

動脈硬化
マクロファージプラーク
糖尿病

糖尿病と動脈硬化 53

導と共同して，流血中の単球を内膜下に遊はじめに走・固定する．ここで，成熟マクロファージ

糖尿病における動脈硬化の促進は臨床的にに分化する．

よく知られているが，その分子機序には不明

成熟マクロファージは多様なリポタンパクな点が多く残されている．2 型糖尿病の随伴受容体を発現している（図）．LDL レセプター

病態として近年注目を集めているメタボリッとスカベンジャーレセプターである．マクロ

クシンドロームは動脈硬化の危険因子の集積ファージを泡沫化しうる β-VLDL 取り込みの状態であることからわかるように，糖尿病に主要経路は LDL レセプターである1）．スカベおける動脈硬化の促進機序も多元的である．

ンジャーレセプターにはA型スカベン

したがって，プラークの形成と退縮の分子機ジャーレセプター（SR-A）
がその代表であり，序の解明が，先決問題と考える．

その他に，CD36，SRB1，
マ ク ロ シ ア リ ン，
FcIIR，LOX1，SREC-I2），FEEL1!
23）な ど が1．単球・マクロファージ由来の泡沫細胞の形成機序マクファージに発現して変性リポタンパクを認識しうるレセプターとして同定されている．

LDL は血管内皮を通過して，内膜下の細胞これらのリポタンパクレセプター経路で細外マトリックスに沈着する．そこで，酸化変胞内に取り込まれたリポタンパクは，リソ性を受け，酸化脂質などの化学メディエー

ソ ー ム に お い て 分 解 を 受 け る．CE も リ ソター，さらに周辺の細胞から MCP-1 や MCSF

ソーム酸性リパーゼ（LAL）によって遊離コレなどのサイトカインが放出する．これらは，ステロール（FC）と脂肪酸に分解される．遊血管内皮細胞における細胞接着因子の発現誘

離コレステロールは主に小胞体において，脂A型スカベンジャーレセプター
CD36
スカベンジャーレセプター
SREC-1
FEEL-1/2

LDL
LDL
レセプター
LAL

CEFC

ACAT-1FC

CE

CYP27？

NCEH
ABCA1FC
HDL

図54 第 128 回日本医学会シンポジウム

泡沫細胞内のコレステロール代謝肪酸と再びエステル体を形成して CE となっロファージには ACAT 活性はほとんど検出て細胞内に蓄積する．この反応を触媒する酵されず，アセチル LDL や bVLDL による泡沫

素 が ACAT（Acyl-CoA : cholesterol acyltrans-化も認められなかった．動脈硬化への効果をferase）と 呼 ば れ て い る．CE は Cholesterol調べるために，アポ E ノックアウトマウスやesterase あるいは中性 CE 水解酵素（neutralLDL レセプターノックアウトマウスに交配

cholesterol ester hydrolase ; NCEH）の作用をしてそれぞれのダブルノックアウトマウス

受け て，FC と 脂 肪 酸 に 分 解 さ れ る．FC は（ACAT1−!
−；apoE−!
−，ACAT1−!
−；

ABCA1 によって細胞外のアポ AI へ受け渡さLDLR−!
−）を作成し，コレステロール負荷をれ，HDL を形成する．

行った．どちらのマウスにも全身のびまん性皮膚黄色腫が出現し，脱毛が観察された．顕2．泡 沫 細 胞 形 成 と 動 脈 硬 化 に お け る
ACAT の役割

微鏡的には，泡沫細胞の浸潤とコレステロール沈着による真皮層の著明な肥厚と皮下脂肪の消失，皮脂腺の萎縮などが観察された．大TY Chang ら に よ っ て，ACAT が 初 め て ク

動脈弁周囲の横断切片の Oil-Red O 染色像，ローニングされた．その後，これとは構造的大動脈から抽出した脂質における CE 量で評に異なる ACAT が存在することが明らかに価する限り，
ACAT1−!
−は ACAT1＋!
＋に比された．
前者を ACAT1，後者を ACAT2 と呼ん

較して大動脈に形成されたアテローム性動脈でいる．ACAT1 は 7 カ所の膜貫通領域を有す硬化は縮小傾向を示した．しかし，その効果る小胞体蛋白であり，全身のほぼ全ての組織は部分的であり，ACAT がないからといって，に発現が認められる．肝細胞，Kupffer 細胞，泡沫細胞の形成や CE 蓄積が完全に抑制され副腎皮質，皮膚，小腸上皮細胞，ニューロン，るとは限らないことが示された．

マクロファージなどである．ACAT1 はヒトの動脈硬化巣に存在する．また，ACAT1 の蛋
白・mRNA ともに，単球からマクロファージへの分化に伴って増加する．

3．泡 沫 細 胞 形 成 と 動 脈 硬 化 に お け る
NCEH の役割

動脈硬化における ACAT の役割について

血管やマクロファージの NCEH 活性の存は，ACAT 阻害剤を用いた実験結果が多数報

在が知られていた．この NCEH 活性は cAMP告されている．
しかし，
ACAT1 と ACAT2 を選アナログや forskolin によって増加する．この別して阻害する特異的阻害剤がないために，ような性質は脂肪組織のトリグリセリドリ

ACAT1 の阻害効果だけを証明した実験結果パーゼとして精製されたホルモン感受性リ

4）5）は な い．F-1394 や beauveriolides な ど のパーゼ（hormone-sensitive lipase）に共通する

ACAT 阻害薬の抗動脈硬化作用が動物モデルため，マクロファージの NCEH を HSL と同において証明されている．

一とする報告も多数みられる．

われわれは，ACAT1 のノックアウトマウス
6）

わ れ わ れ は HSL ノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス（ACAT1−!
−）を作製した ．ACAT1−!
−そ（HSL−!
−）を作製し，HSL−!
−における各のものでは，眼瞼のマイボーム腺に脂肪が見臓器の NCEH 活性を測定すると，白色脂肪細られず，そのためか，眼裂を細めた顔貌を呈胞（WAT）や褐色脂肪細胞（BAT），精巣，副する以外には，目立った表現形は認められな腎の NCEH 活性は，測定感度以下に減少してかった．ACAT1−!
−から採取した腹腔マクいた7）．すなわち，これらの臓器の NCEH 活
糖尿病と動脈硬化 55

性の大半は HSL で説明できる，一方，腹腔マの分化マーカーである C!
EBPβ の発現が増クロファージの NCEH 活性は，野生型由来の加した．このことは，WAT における脂肪細胞ものと変わらない活性を示していた．このこの分化障害がを指示する結果であり，増加しとは，腹腔マクロファージの NCEH 活性の大た小型細胞は前駆脂肪細胞である可能性が高

半は HSL とは異なる分子に由来することをい．Lepob!ob!
HSL−!−は摂餌量が低下し，酸素消示唆している．

費量の増加は観察されなかった．
したがって，興味深いことに，HSL のもう 1 つの基質でLepob!ob!
HSL−!−の体重減少は主に，摂食の低下ある TG の水解酵素活性，TG リパーゼ活性にに起因すると考えられた．視床における NPY

つ い て も redundancy が 証 明 さ れ た7）．す なと AgRP の発現が低下しているため，HSL 欠

わち，HSL−!
−由来の WAT や BAT には，相損は，直接的か間接的に，摂食調節神経ペプ当量の TG リパーゼ活性が残存する．しかも，チドの発現に影響を与えて，摂食低下とそれ

この TG リパーゼはイソプロテレノールなどによる体重減少をもたらすと考えれれた．近のカテコラミン刺激によって活性化を受け年，脂肪酸合成酵素（FAS）やカルニチンパルる．したがって，HSL と同様のホルモン感受ミチン酸転移酵素-1（CPT-1）の阻害剤による性を有していた．この点に関し，さらに胎児摂食抑制が報告されており，摂食調節におけ由来線維芽細胞（MEF）を調整し，脂肪細胞る脳内の脂肪酸代謝の重要性を示唆する結果分化誘導培地で培養して，白色脂肪細胞としとも解釈される．HSL−!
−は脂肪食負荷によ

8）て 検 討 し た ．HSL−!
−MEF 由 来 脂 肪 細 胞る肥満にもなりにくい10）．この場合，摂食抑の TG リパーゼ活性も HSL＋!
＋MEF 由来脂制以外の機序が関与している可能性が高い．

肪 細 胞 と 同 様 に，イ ソ プ ロ テ レ ノ ー ル や

われわれは，HSL を発現するアデノウイル

TNFα によって上昇し，それぞれ，PKA 阻害スベクター（Ad-HSL）を構築し，THP-1 細胞薬である H89 と PPARγ 作動薬である trogli-に感染させ，そのコレステロール代謝についtazon によって阻害される．ただし，HSL＋!
＋て検討した11）．Ad-HSL を感染した THP-1 細MEF 由来脂肪細胞に比較すると，HSL−!
−

胞で は NCEH 活 性 と TG リ パ ー ゼ 活 性 と が

MEF 由来脂肪細胞の TG リパーゼ活性は約ともに増加した．このような細胞にアセチル50％ に減少していた．

LDL を添加しても，細胞内 CE の蓄積は起こ

肥満形成への HSL の関与について以下の
9）らない．それには 2 つの理由が考えられた．

実験を行った ．すなわち，レプチン欠損 ob!

リポタンパクの取り込み低下がひとつの理由

ob マウスと HSL−!
−を交配して，レプチンで あ る．SR-A や CD 36 の よ う な ス カ ベ ンを欠損する HSL−!
−を作製し，その体重，脂ジャーレセプターの発現が低下し，アセチル肪重量，脂肪組織像，摂餌量，酸素消費量なLDL の細胞内への取り込みも低下していた．

!
HSLob!
ob−!
−の体重増加は，もうひとつの理由は，コレステロールの細胞8 週齢鈍化し，10 週齢以降に停止した．これ

外への排出（efflux）の亢進である．ABCA1は，主に白色脂肪組織の重量の減少によっての発現も上昇していた．細胞内の CE の分解説明できる．WAT では，断面積が拡大した脂が亢進した状態では，コレステロールや脂肪肪細胞の増加と共に，脂肪蓄積のない小型細酸はエステル体で存在するよりも，遊離コレ胞の増加が観察された．WAT において，成熟ステロールや遊離脂肪酸として存在しやくな脂肪細胞の分化マーカーである C!
EBPα やると考えられる．
そのとき，遊離コレステロー

PPARγ の発現が減少し，逆に，前駆脂肪細胞ルは核内受容体 LXR を活性化し，脂肪酸はどを検討した． Lep

56 第 128 回日本医学会シンポジウム

PPAR を活性化しうる．LXR は PPAR による活性化調節を受けることが分かっている．
ABCA1 はこのようにして活性化された LXRによって転写が促進されるのではなかろうか？
NCEH の活性誘導は，動脈硬化治療の有力な戦略である可能性がある．そのためには，マクロファージの内因性 NCEH の正体から明らかにしてゆく必要があろう．

genesis in Lep ob!ob mice. J Biol Chem 2004 ; 279（15）: 15084―15090.
10）Harada K, Shen WJ, Patel S, et al : Resistance to highfat diet-induced obesity and altered expression of
adipose-specific genes in HSL-deficient mice . Am J
Physiol Endocrinol Metab 2003 ; 285（6）: E1182―1195.
11）Okazaki H, Osuga J, Tsukamoto K, et al : Eliminationof cholesterol ester from macrophage foam cells byadenovirus-mediated gene transfer of hormonesensitive lipase . J Biol Chem 2002 ; 277 （ 35 ）:31893―31899.

〔文献〕
1）Perrey S, Ishibashi S, Kitamine T, et al : The LDL
receptor is the major pathway for beta-VLDL uptake
by mouse peritoneal macrophages. Atherosclerosis
2001 ; 154（1）: 51―60.
2）Tamura Y, Osuga J, Adachi H, et al : Scavenger receptor expressed by endothelial cells I（SREC-I）mediates
the uptake of acetylated low density lipoproteins bymacrophages stimulated with lipopolysaccharide.
J Biol Chem 2004 ; 279（30）: 30938―30944.
3）Tamura Y, Adachi H , Osuga J , et al : FEEL-1 andFEEL-2 are endocytic receptors for advanced glycation end products . J Biol Chem 2003 ; 278 （ 15 ）:12613―12617.
4）Chiwata T, Aragane K, Fujinami K, et al : Direct effectof an acyl-CoA : cholesterol acyltransferase inhibitor,F-1394, on atherosclerosis in apolipoprotein E and lowdensity lipoprotein receptor double knockout mice. BrJ Pharmacol 2001 ; 133（7）: 1005―1012.
5）Namatame I, Tomoda H , Ishibashi S , et al : Antiatherogenic activity of fungal beauveriolides, inhibitorsof lipid droplet accumulation in macrophages . Proc
Natl Acad Sci U S A 2004 ; 101（3）: 737―742.
6） Yagyu H , Kitamine T , Osuga J , et al : Absence ofACAT-1 attenuates atherosclerosis but causes dry eye
and cutaneous xanthomatosis in mice with congenital
hyperlipidemia . J Biol Chem 2000 ; 275 （ 28 ）:21324―21330.
7）Osuga J, Ishibashi S, Oka T, et al : Targeted disruption of hormone-sensitive lipase results in male sterility and adipocyte hypertrophy , but not in obesity .
Proc Natl Acad Sci U S A 2000 ; 97（2）: 787―792.
8）Okazaki H, Osuga J, Tamura Y, et al : Lipolysis in theabsence of hormone-sensitive lipase : evidence for acommon mechanism regulating distinct lipases. Diabetes 2002 ; 51（12）: 3368―3375.
9） Sekiya M , Osuga J , Okazaki H , et al : Absence ofhormone-sensitive lipase inhibits obesity and adipo-質疑応

答

座長（岩本） どうもありがとうございました．石橋先生にはプラークの形成，特に foamcell におけるスカベンジャー受 容 体 に つ いて，それからコレステロールの代謝に関する酵素のノックアウトマウスなどの話を中心にお話しいただきました．そうした研究の成果が治療につながるのではないかというお話だったかと思います．
野田光彦（虎の門病院） 先生のお話の本題からはちょっと外れるかもしれませんが，HSL ノックアウトマウスの食欲のところに興味があったのですが，先生は，フィードバック制御によって，たとえば malonyl CoAが蓄積されて，CPT-1 に抑制がかかって食欲が低下するという推測をされたということでしょうか．
石橋

さまざまなディスカッションが可能だと思うのですが，本当のことはまだわからないのです．ですから現象としてはここまでしかわかっていないので，いろいろ受ける批
判 と し て は，本 当 に 脳 の HSL の phenotype
なのか，それとも脂肪組織なり他の臓器の欠損の phenotype を見ている可能性がないか，
たとえば間接的に，これはレプチン欠損状態ですが，摂食を調節するような他の血中のペ糖尿病と動脈硬化 57

プチドの濃度に変化がきている可能性もあり脂肪酸代謝にどれだけ効いているかはわかりますので，問題は，全臓器的なノックアウトませんが，SREBP 等の，コレステロール代謝マウスを作るなり，視床下部に直接 HSL を発ではフィードバックがきちんとかかっていま現させて，この phenotype が rescue されるかすが，脂肪酸代謝系ではフィードバックの存というあたりをまず解決した後に，実際のメ在はいわれていませんので，その点に関してカニズム，先生がおっしゃるような malonyl

は，先生がご指摘の通りまだまだ未解決な問

CoA，あるいは β 酸化系のところが最終的な題 が 多 い と い わ ざ る を 得 ま せ ん．実 際 はtarget になっているかを調べる必要があるのspeculation に終わってしまいますので，これではないかと思っています．

から調べて行く必要があるかと思います．

野田

可能性としては，ノックア ウ ト によって，代謝経路的には malonyl CoA が増えるという可能性はあるわけですね．
石橋

代謝経路的には，フィードバックが58 第 128 回日本医学会シンポジウム

野田フィードバックは，酵素反応的にはありうるわけでしょうね．
石橋

可能性はあると思います．

座長

どうもありがとうございました．