J Cardiol 2002 Aug; 40（2）: 59 – 63

心不全における抗酸化因子チオレ
ドキシンの意義塩路圭介

岸本千晴

Significance of the Antioxidant
Factor, Thioredoxin, in Heart
FailureKeisuke

SHIOJI, MD

Chiharu

KISHIMOTO, MD

中 村

＊

肇

Hajime

NAKAMURA, MD＊

淀井

淳司＊

Junji

篠山重威

Shigetake

YODOI, MD＊
SASAYAMA, MD,Abstract ─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Objectives. Increases in oxidative stress may be involved in the progression of heart diseases. However,the serum levels of thioredoxin, a redox regulating protein, have been poorly investigated in patients withheart diseases. This study evaluated the clinical significance of the serum thioredoxin levels in patientswith heart failure.
Methods. The serum thioredoxin levels were determined with a sandwich enzyme-linked immunosorbent assay in a total of 34 patients with dilated cardiomyopathy（n ＝ 5）, acute coronary syndrome（n ＝ 7）,and stable angina（n ＝ 18）, including effort angina（n ＝ 7）and vasospastic angina（n ＝ 11）, and control
subjects（n ＝ 4）.
Results. The serum thioredoxin levels were significantly elevated in patients with acute coronary syndrome（30.6 ± 4.9 ng/ml, p ＜ 0.001）and dilated cardiomyopathy（36.9 ± 8.6 ng/ml, p ＜ 0.001）, but not inpatients with stable angina（16.8 ± 5.7 ng/ml, p ＝ 0.27）
compared with the control subjects（n ＝ 4, 13.0 ±4.9 ng/ml）. The serum thioredoxin level in patients with Ⅲ and Ⅳ functional classes of the New York Heart
Association（n ＝ 8, 33.3 ± 8.6 ng/ml, p ＜ 0.001）was significantly higher than in the control subjects. Inaddition, the serum thioredoxin levels were negatively correlated with left ventricular ejection fractions ofthe patients（r ＝ 0.59, p ＜ 0.001）.
Conclusions. These results indicate a possible association between thioredoxin and the severity of heart
failure.
─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────J Cardiol 2002 Aug ; 40（2）: 59−63

Key Words
Heart failure
Clinical trials

Free radicals redox

はじめにAntioxidants thioredoxin

障害を引き起こすことが報告されている．このことより，心不全の病態において酸化ストレスは，重要な役

急性および慢性心不全の病態では活性酸素上昇など割を果たしているといえる 2,3）．今回，−Cys−Gly−

酸化ストレスが亢進することや，それとは対照的にPro−Cys−という活性部位により，酸化還元（レドッスーパーオキシドジスムターゼやカタラーゼのようなクス）を調節する蛋白であるチオレドキシンに焦点を抗酸化酵素が減少することがすでに報告されてい当て4），心不全患者の血清を用いて心不全とレドック

る1,2）．また，酸化ストレス自体が心血管系の重篤なスの関係を検討した．

──────────────────────────────────────────────
京都大学大学院医学研究科 循環病態学 : 〒 606−8507 京都市左京区聖護院川原町 54 ; ＊京都大学ウイルス研究所 生体応答学研究部門，京都Department of Cardiovascular Medicine, Graduate School of Medicine, Kyoto University, Kyoto ; ＊ Department of BiologicalResponses, Institute for Virus Research, Kyoto University, Kyoto
Address for correspondence : KISHIMOTO C, MD, Department of Cardiovascular Medicine, Graduate School of Medicine, Kyoto
University, Kawaracho 54, Shogoin, Sakyo-ku, Kyoto 606−8507
Manuscript received March 4, 2002 ; revised May 30, 2002 ; accepted June 7, 200259

60

塩路・岸本・中村 ほか

対象と方法1対象

対象は，当施設で 1998 年 10 月−2000 年 5 月に入院した患者 34 例である．心不全の重症度は New YorkHeart Association（NYHA）心機能分類を用いて評価し，内訳は，拡張型心筋症 5 例（平均年齢 53.2 ± 10.5 歳，
男性 3 例，女性 2 例，NYHA Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ＋Ⅳ度 : 0/0/5），
急性冠症候群 7 例（64.3 ± 8.1 歳，男性 6 例，女性 1 例，
NYHA Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ＋Ⅳ度 : 3/1/3），安定狭心症 18 例，そのうち安定労作性狭心症 7 例（60.3 ± 9.1 歳，男性 5 例，
女性 2 例，NYHA Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ＋Ⅳ度 : 5/2/0），安定異型狭心 症 1 1 例（ 6 2 . 8 ± 9 . 4 歳 ， 男 性 1 0 例 ， 女 性 1 例 ，NYHA Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ＋Ⅳ度 : 9/2/0）である．正常対照患者も当施設に同時期に入院した対照群 4 例（56.8 ± 8.8 歳，男性 3 例，女性 1 例）であり，すべて胸痛症候群患者

Fig. 1 Serum thioredoxin levels in patients with dilated
cardiomyopathy, acute coronary syndrome andstable angina, and control subjectsである．
2

方＊p ＜ 0.001 vs control. Values are expressed as mean ±SD.
DCM ＝ dilated cardiomyopathy ; ACS ＝ acute coronary syndrome ; EA ＝ stable effort angina ; VSA ＝stable vasospastic angina ; TRX ＝ thioredoxin.

法

すべての拡張型心筋症例には冠動脈造影および心内膜生検を行い，拡張型心筋症の診断を下した5）．左室
駆出率は左室造影法より計測した．急性冠症候群は，3 週間以内に心電図異常の出現もしくはクレアチンキより，各群間の比較を行った．p ＜ 0.05 を有意差の判

ナーゼ MB 分画の上昇を伴い，安静時に虚血による胸定とした．

痛を有した患者とした．安定狭心症の診断は，過去

結1 ヵ月の間に新たな狭心痛の出現もしくは症状の悪化

果各群間における血清チオレドキシン値の比較を認めないものとした．労作性狭心症の診断は，冠動

1脈造影上で有意狭窄を認め，労作時に胸痛とともに心今回の症例において血清チオレドキシン値は，年齢，電図上で一過性の ST 部分の低下を伴うものとした．

性別，喫煙，血清総コレステロール値，高血圧ならび異型狭心症の診断は安静時に胸痛とともに心電図上でに糖尿病合併症と相関が認められなかった．各群の血一過性の ST 部分の上昇もしくは低下を伴い，冠動脈清チオレドキシン値を Fig. 1 に記した．拡張型心筋症

造影上でアセチルコリン負荷により冠動脈の攣縮を認（36.9 ± 8.6 ng/ml，p ＜ 0.001）および急性冠症候群めるものとした6）．

（30.6 ± 4.9 ng/ml，p ＜ 0.001）のチオレドキシン値は，患者の血清は，朝食前空腹時に肘静脈より採取した．

対照群（13.0 ± 4.9 ng/ml）に比べて有意な上昇を認めた．

遠心分離後の血清は，測定するまで− 70 °
C で保存ししかしながら，安定狭心症群（16.8 ± 5.7 ng/ml，p ＝7）た．前述のように ，サンドイ ッチ enzyme-linked0.27）では対照群と比べて有意な血清チオレドキシン

immunosorbent assay（ELISA）法を用いて血清チオレド値の上昇は認められなかった．さらに安定狭心症群にキシン値を測定した．キットは，富士レビオ製のもの

おいて安定労作性狭心症群（19.4 ± 6.3 ng/ml）と安定異を用いた．血清チオレドキシン値は，平均±標準偏差型狭心症群（15.1 ± 4.7 ng/ml）との間には有意差は認めで表記し，各群間の統計学的比較には分散分析法を用られなかった（p ＝ 0.64）．

いた．分散分析法において有意差が認められたとき，さらに Fisher s protected least significant difference 法にJ Cardiol 2002 Aug; 40（2）: 59 – 63

心不全におけるチオレドキシン

Fig. 2 Comparison of the serum thioredoxin levels
between patients with New York Heart
Association Ⅰ,Ⅱ, and Ⅲ plus Ⅳ, and control
subjects
A significant difference was found between patientswith NYHA Ⅲ plus Ⅳ and control subjects, but no significant differences between patients with NYHA Ⅰ orⅡ and control subjects.
＊p ＜ 0.001 vs control subjects.
NYHA ＝ New York Heart Association. Other abbreviation as in Fig. 1.

61

Fig. 3 Relationship between serum thioredoxin levels
and left ventricular ejection fraction
The serum thioredoxin levels were inversely correlatedwith left ventricular ejection fraction（r ＝ 0.59, p ＜0.001）in all subjects.
Bold lines indicate the ± 95% reliability zone.
EF ＝ ejection fraction. Other abbreviation as in Fig. 1.の間には関連がある可能性が示唆された．
酸化ストレスと左室機能不全の間に明らかな関連性
血清チオレドキシン値と心不全の重症度の相関が示唆され，とりわけ酸化ストレスは左室リモデリン

血清チオレドキシン値と心不全の重症度の指標であグに関与することが報告されている1,8）．また，心不る NYHA 分類の相関を検討したところ，Fig. 2 に示す

全患者では，血中の酸化脂質の割合が亢進し，左室駆ように NYHA Ⅰ度群（17 例，19.1 ± 8.5 ng/ml，p ＝ 0.19）

出率とは負の相関を示すことが報告されている2）．こおよび NYHA Ⅱ度群（5 例，21.8 ± 8.6 ng/ml，p ＝ 0.11）

れら心不全と酸化ストレスの関連には，以下のようなでは対照群と比べて有意差は認められなかった．しか機序が働いていることが考えられている．すなわち，しながら，NYHA Ⅲ＋Ⅳ度群では対照群に比べて有不全心において心筋収縮性は圧負荷や容量負荷によっ意差をもって血清チオレドキシン値は上昇していた（8て低下しているが，これにより相対的に心筋虚血が生例，33.3 ± 8.6 ng/ml，p ＜ 0.001）．さらに Fig. 3 に示す

じ，この心筋虚血により活性酸素種が生じる．虚血にように，血清チオレドキシン値と左室造影法より計測よって生じた活性酸素種は，膜脂質やイオンチャンネした左室駆出率との間には有意な負の相関が認められルに酸化的な変化を生じることから，虚血によって誘た（r ＝ 0.59，p ＜ 0.001）．

導された傷害をより悪化させる9,10）．さらに不全心で2考察は抗酸化酵素の減少やカテコールアミンなどの増加が活性酸素種の産生を亢進させる11）．さらに虚血による本研究において急性冠症候群や拡張型心筋症で血清細胞内の pH の低下は，プロスタグランジンやロイコチオレドキシン値が上昇することが明らかになった．

トリエンの産生を促すが，この産生系においても活性さらに血清チオレドキシン値は，心不全の重症度の指酸素種は産生される．またロイコトリエン B 4 は多核標である NYHA 分類と正の相関を示し，左室駆出率白血球を活性化し，多核白血球により活性酸素種は分とは負の相関を示すことが明らかになった．これらの泌される12,13）．以上のような機序で不全心に増加した

ことより，血清チオレドキシン値と心不全の重症度と活性酸素種は，筋小胞体における Ca の結合や取り込

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塩路・岸本・中村 ほか

みを抑制することによって，さらに心筋の収縮性を低いる17）．

下させる14）．このように，活性酸素種は，心不全の病心疾患では，チオレドキシンはラット心臓再灌流モ態に関与するのみならず，心不全をより悪化させる因デルにおいて再灌流性不整脈の抑制に有効であること子であることが示唆される．

が報告された18）．また，ヒト動脈硬化巣においてチオ一方，チオレドキシンおよびそのファミリー分子群レドキシンの発現の亢進が認められ，バルーンによるは，酸化還元を調節するレドックス制御分子として細障害を受けたラット動脈壁においてもチオレドキシン胞内の情報伝達の調節に関わることが明らかになっての発現の亢進が認められた19）．ラット自己免疫性心筋いる4）．大腸菌の DNA 合成に必須な酵素であるリボヌ炎モデルにおいては，急性期の病変部の炎症浸潤細胞クレオチドレダクターゼにニコチンアミドアデニンジと傷害心筋においてチオレドキシンの発現の亢進が認ヌクレオチドリン酸のプロトンを供給する補酵素としめられた20）．臨床患者においても急性心筋炎患者の血て発見された．その後，1989 年，成人 T 細胞白血病由清チオレドキシン値が亜急性期に上昇していた21）．以来因子としてチオレドキシンがクローニングされたこ

上のことより，本研究において重症心不全患者におけとを契機として，ヒトチオレドキシンを中心にその生る血清チオレドキシン値の上昇は，心不全によって増物活性とチオレドキシンの関与するレドックス調節に加した活性酸素種を消去するため代償性にチオレドキよるシグナルカスケードに対する研究が現在進んでいシンの産生が生体において亢進したためと推察され

15）

る ．チオレドキシンは，−Cys−Gly−Pro−Cys−といる．今回の検討では，拡張型心筋症と急性冠症候群でう活性部位を有しており，2 つのシステイン残基の間血清チオレドキシン値の上昇を認めたが，急性冠症候で−S ＝ S−結合を作る酸化型と−SH−SH の還元型が群と拡張型心筋症では，心筋虚血の程度が異なってい存在し，還元型チオレドキシンは，基質蛋白のジスルると考えられることや，急性冠症候群では，動脈硬化フィド結合を還元し，自らは酸化型となる．再びニコ巣や不安定プラークの影響が血清チオレドキシン値にチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸とチオレド与える影響も考えられることから19），この 2 疾患におキシンレダクターゼにより還元型に還元される．チオ

けるチオレドキシン値上昇の背景は異なっている可能レドキシンは，種々の酸化ストレスにより誘導され，性がある．今後，動脈硬化や不安定プラークと血清チチオレドキシン依存性ペルオキシダーゼであるペルオオレドキシン値との関係について明確にする必要があ

キシレドキシンとともに活性酸素種消去作用を示すほる．また，今回の検討では，血清チオレドキシン値がか，核内では，種々の転写因子の DNA 結合を制御す

左室駆出率との間に良好な負の相関を認めた．今後，る．さらに細胞外に放出され，サイトカイン・ケモカ

血清チオレドキシン値と脳性 Na 利尿ペプチドをはじ

4）

イン様作用を示す ．また，いくつかの薬剤では，チめとした心不全の指標や左室拡張能との関連についてオレドキシンを誘導することで細胞防御的に働くことも明確にする必要がある．

16）が明らかにされつつある ．チオレドキシンを生体内結で過剰発現させたトランスジェニックマウスを用いた論

実験では，脳虚血再灌流モデルにおいて臓器障害は抑サンドイッチ ELISA 法を用いて測定した心不全患制された．このことより，虚血再灌流障害において内者の血清チオレドキシン値は，心不全の重症度と相関因性レドックスの活性化は有効であることが示されてすることが示唆された．

要目

約的 : 心疾患の進展において酸化ストレスの増加が関与していることが示されている．しかしながら，心疾患を有する患者において，レドックス調節蛋白であるチオレドキシンの血中濃度の検討については報告が少ない．心不全を有する患者の血清チオレドキシン値の臨床的な重要性について評価した．
方法 : 心疾患を有する患者 34 例［拡張型心筋症 5 例，急性冠症候群 7 例，安定狭心症 18 例（安定J Cardiol 2002 Aug; 40（2）: 59 – 63

心不全におけるチオレドキシン

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労作性狭心症 7 例および安定異型狭心症 11 例），対照群 4 例］の血清を用いてチオレドキシン値をサ
ンドイッチ ELISA 法により測定した．
結果 : 拡張型心筋症（36.9 ± 8.6 ng/ml，p ＜ 0.001）および急性冠症候群（30.6 ± 4.9 ng/ml，p ＜0.001）のチオレドキシン値は，対照群（13.0 ± 4.9 ng/ml）に比べて有意な上昇を認めたが，安定狭心症（16.8 ± 5.7 ng/ml，p ＝ 0.27）では対照群に比べて有意な上昇を認めなかった．NYHA 心機能分類
Ⅲ度およびⅣ度の患者（8 例，33.3 ± 8.6 ng/ml，p ＜ 0.001）の血清チオレドキシン値は，対照群に比べて有意な上昇を認めた．また，血清チオレドキシン値は，左室駆出率と負の相関（r ＝ 0.59，p ＜0.001）を示した．
結論 : 血清チオレドキシン値は心不全の重症度と相関することが示唆された．

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