38▶ 2011.12

News LetterNo.

メタボリックシンドロームモデルラットSHR.Cg-Leprcp/NDmcr
におけるコレステロール制御機構
福山大学

薬学部

道原明宏、大島辰也、山内茜

高血圧自然発症ラット（SHR）にレプチン受容体ナンセンス変異（Tyr763→stop）を導入したメタボリッ
クシンドロームモデルラット SHR.Cg-Leprcp/NDmcr（別称：SHR/NDmcr-cp）１）は、同じ週齢の同腹子ラット（痩せ型で高血圧を示す）に比べ、肥満、高血圧、高血糖、高トリグリセリド血症、高コレステロール血症を示している２）。また、18 週齢の SHR/NDmcr-cp と対照ラットである WKY（正常血圧）の脂質を比較すると、
SHR/NDmcr-cp において高トリグリセリド血症と高コレステロール血症を示した ３）。しかし、10 週齢のSHR/NDmcr-cp は高トリグリセリド血症を示したが、血清コレステロールの値に有意な違いは示されなかった４）。また、SHR/NDmcr-cp の肝コレステロール含量は、WKY に比べ有意に減少していた５）。
本稿では、10 週齢の SHR/NDmcr-cp の血清総コレステロールが WKY と同程度であるのに対し、肝コレステロール含量が低下する機序について紹介する。
SHR/NDmcr-cp と WKY の脂質プロファイル
表 10週齢のSHR/NDmcr-cpにおける脂質プロファイル
表に示すように、SHR/NDmcr-cp の血清中性脂肪は WKY に比べ明らかに上昇していたが、血清総コレステロール、HDL 画分−、LDL 画分−と VLDL/LDL 画分−コレステロールに有意な上昇は見られなかった５）。以上の結果より、VLDL画分中のコレステロールは、SHR/NDmcr-cp とWKY の間で共に同程度であることが示された。
肝臓は他の組織へコレステロールを供給する主要な組織である。肝臓中のコレステロールは VLDLとして血中へ放出され、LDL へと変化した後、 平均値±標準偏差、WKY/Izm：対照ラット、SHR/NDmcr-cp：メタボリックシンドロームモデルラット、*P<0.05 vs WKY/Izm
他の組織へ供給される。よって、肝臓からのコレステロールの分泌は、SHR/NDmcr-cp と WKY 共に同程度であることが示された。
SHR/NDmcr-cp と WKY における肝コレステロール調節酵素とレセプターの発現量の比較
１．合成酵素の変化 コレステロールはアセチル CoA から 32 段階の酵素過程を経て合成されることが考えられている。この合成過程における律速酵素は HMG-CoA 還元酵素である。７週齢の SHR/NDmcr-cp とWKY を 用 い て HMG-CoA 還 元 酵 素 の 発 現 量 を 比 較 し た 結 果、共 に 同 程 度 の 値 を 示 し た ６）。し か し、
SHR/NDmcr-cp 中のラノステロール 14α- ジメチラーゼ（CYP51）は WKY に比べ有意に減少していた。また、
HMG-CoA 還元酵素の３つ下流に存在するメバロン酸ニリン酸脱炭酸酵素（MPD）においても有意な減少が示された（図１）５）。よって、SHR/NDmcr-cp のコレステロール合成能は、MPD、CYP51 の減少により、低下していることが示された。
２．取り込みに関与するレセプターの変化 血中から肝臓へのコレステロールの取り込みに関与するレセプターとして、２種類の選択的レセプターが存在する。HDL の取り込みに関与するスカベンジャーレセプター
ク ラ ス B タ イ プ １（SRB1）と、LDL の 取 り 込 み に 関 与 す る LDL レ セ プ タ ー（LDLR）で あ る。
SHR/NDmcr-cp における SRB1 の発現量は WKY に比べ有意に増加していた（図１）５）。しかし、LDLR の発現量は有意に減少していた。よって、SHR/NDmcr-cp は SRB1 を増加させ、血清 HDL の取り込みを促進していることが示された。ラットはコレステロールエステル輸送蛋白（CETP）を欠損しているため、HDL 中のコレステロールを LDL 中に渡すことができない。よって、ラットの血中には LDL よりも HDL が多く存在している。つまり、取り込みの増加により血中の総コレステロールに影響を与えるのは、LDL ではなく HDLである。
３．HDL の形成 ATP 結合輸送膜蛋白（ABCA1）は、組織中のコレステロールを放出し、HDL の形成に関与していることが考えられている。そこで、SHR/NDmcr-cp と WKY を用いて ABCA1 の発現量を比較した結果、SHR/NDmcr-cp において有意な増加が示された（図１）。よって、SHR/NDmcr-cp は ABCA1 を増加させ、血中への HDL の放出・形成を促進していることが示唆された。

図１

10週令のSHR/NDmcr-cpの肝臓におけるコレステロール調節酵素とレセプターの発現量の変化

平均値±標準偏差、WKY/Izm：対照ラット、SHR/NDmcr-cp：メタボリックシンドロームモデルラット *P<0.05 vs WKY
MPD：メバロン酸二リン酸脱炭酸酵素、ABCA1：ATP結合輸送膜蛋白、SRB1：スカベンジャー受容体クラスBタイプ1、
LDLR：低密度リポタンパク質受容体、CYP7A1：シトクロムP450-7A1、CYP8B1： シトクロムP450-8B1

４．異化酵素の変化 胆汁酸はコレステロールを出発材料として合成される。胆汁酸形成過程における律速酵素は７α−ヒドロキシラーゼ（CYP7A1）である。SHR/NDmcr-cp 中の CYP7A1 さらに下流に存在する
酵素 CYP8B1 の発現量は WKY と同程度の値を示した（図１）５）。よって、肝臓中のコレステロール含量の低下は異化反応促進に起因していないことが示唆された。
以上の結果から、10 週齢の SHR/NDmcr-cp は、肝合成酵素の低下と HDL の放出促進により肝コレステロール含量の減少を引き起こすことが示された（図２）。そして、その減少を補うために、SRB1 を増加させ、血中で増加している HDL の取り込みを促進することにより、SHR/NDmcr-cp の血清コレステロールを WKYと同程度にしていることが示唆された。LDLR と ABCA1 が他の組織で増加しているか否かについては、現在検討中である。10 週齢の SHR/NDmcr-cp の
図２ 10週令のSHR/NDmcr-cpの血清コレステロール制御機構
血清中性脂肪は WKY に比べ、血清 HDL 画分において２倍、血清 VLDL/LDL 画分において５倍、肝臓において約３倍の有意な増加を示しアセチルCoAた（データ未掲載）。よって、血中の中性脂肪の多くは、肝臓から放出された VLDL あるいは LDL 中 に 含 ま れ て い る こ と が 示 さ れ た。
SHR/NDmcr-cp は WKY に比べ肥満、高血圧、高血糖、脂質異常（中性脂肪とコレステロールの増加の時期は異なる）を引き起こすにも関わらず、動脈硬化を発症しない。これらのメカニズムを解明するためには、メタボリックシンドロームの有用なモデルでありながら動脈硬化を胆汁酸発症しない SHR/NDmcr-cp の脂質代謝を詳細に検討する必要がある。
参1) Takaya K, et al. Nat. Genet. 1996, 14:130.
2) Bhathena S J, et al. Proc. Soc.Exp. Biol. Med. 1989, 192:66.
3) Kagota S, et al. J. Pharmacol. Sci. 2009, 109:556.

考文献4) Anraku M and Michihara A, et al. Biol. Pharm. Bull. 2010, 33:1994.
5) Michihara A, et al. Pharm. Bull. 2011, 34:1116.
6) Kudo M, et al. Clin.Exp.Pharmacol.Physiol. 2004, 31(Suppl.2):S57.

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