2019.1

No.

60

メタボリックシンドロームにおける血管周囲脂肪の血管抵抗性調節機能の経時的変動−SHRSP.Z-Leprfa/IzmDmcrラットを用いた検討−

武庫川女子大学薬学部

籠田智美

心血管疾患は日本人の死因の約 25％を占めている（厚生省 2017 年人口動態統計）。最近の約 4 万人を対象とした米国の前向きコホート研究によると、体脂肪量の多い人は少ない人に比べ、心血管疾患による死亡のハザード比は 1.67 である。脂肪組織は、単なるエネルギーの貯蔵庫ではなく、種々の生理活性物質を産生・放出し、肥満を基盤とする病態の発症に深く関わることが明らかにされ、メタボリックシンドロームに対する警鐘が始まった。第 3 の脂肪として異所性脂肪が注目される中、血管周囲脂肪（PVAT）が血管のホメオスタシスに寄与することが明らかにされつつある。PVAT の機能の 1 つに、血管抵抗性調節がある。1991 年、正常ラットの胸部大動脈 PVAT は血管収縮を抑制している 1）と初めて報告され、その後、食事性肥満モデル動物の冠動脈 PVAT は収縮抑制効果が減弱している 2）、ヒト心臓周囲脂肪組織は冠動脈の攣縮やプラーク形成に関与している 3）等が報告されている。しかし PVAT 血管抵抗性調節機能に関する報告は検討時期を固定した定点観測が多く、病態の進行や程度による PVAT の機能変動を詳細に検討した報告は少ない。
我々はこれまでに、メタボリックシンドロームモデル SHRSP.Z-Leprfa/IzmDmcr（SHRSP.ZF）ラット 4）の冠動脈、腸間膜動脈及び胸部大動脈を用いて、血管平滑筋細胞の一酸化窒素（NO）に対する反応性が低下することにより動脈拡張能が減弱すること、アンギオテンシン II type 1（AT1）受容体の活性化を介した慢性的な酸化ストレスに動脈壁が曝されることで機能低下が生じることを見出した 5,6）。現在、SHRSP.ZF ラットを用いて、メタボリックシンドロームにおける PVAT の血管抵抗性調節機能について検討しており、腸間膜動脈における PVAT の効果は、週齢（おそらく病態の程度や進行度）により変動することを見出している 7）。本報では、その結果をご紹介させていただく。

SHR 等疾患モデル共同研究会より、雄性 SHRSP.ZF ラット及び正常対象 WKY/Izm を入手し、10、17、20、23 及び 30 週齢のラット（各週齢 10 匹）より腸間膜動脈を摘出した。上腸間膜動脈を輪切りにし、血管周囲脂肪を剥離した標本 [PVAT(-)] と剥離しない標本 [PVAT(+)] を作成した。各標本をフェニレフリンにより収縮させた後、アセチルコリン（内皮細胞 NO 産生を介する弛緩反応性）またはニトロプルシドナトリウム（平滑筋の NO に対する弛緩反応性）を累積的に添加し、生じる弛緩反応を測定した。収縮期血圧は、血管反応測定日の約１週間前に tail-cuff 法により測定した。また、動脈を摘出する際、腹部大動脈より血液及び膀胱内の尿を採取し、既存のキットを用いて血清中の中性脂肪、インスリン、血糖及びチオバルビツール酸反応物質（TBARS）値を、ウロペーパー IIIⓇを用いて尿中タンパク量を検出した。

10 週齢の SHRSP.ZF ラットは、WKY に比べ、体重は優位に重く、ウエスト周囲長−体長比（腹部肥満の指標）の著しい増大、血圧高値、中性脂肪・インスリン・SHRSP.ZFラット（20週齢）

血糖値はいずれも高値であ*0重は 10 週齢より経時的に増し て い た。収 縮 期 血

圧及び中性脂肪値は、10 週齢に比べ 17 週齢で高い値を示し、30 週齢まで高値を維

*

1000

1720

週齢

23*#20*500*

10101720

週齢2330010172023

週齢

30

尿タンパク

86*

* #*

*

42

50030

*

15*

100

血清TBARS値

25μMmg/100mL維持

血清中性脂肪

1500

10**200score

週齢による変化を示した。体*mmHgg

SHRSP.ZF ラットの諸症状の7）*#200

ム を 呈 し て い た 7）。図 1 に、体長比は 30 週齢まで高値を*

収縮期血圧300*#400

り、メタボリックシンドロー

加を認め、ウエスト周囲長−

体重600101720

週齢

23300101720

週齢2330

図 1. SHRSP.Z-Leprfa/IzmDmcr (SHRSP.ZF) ラットにおける腸間膜動脈と周囲脂肪及び各種スコアの経時的変動組織切片像（HE 染色、x100）及び血管周囲脂肪を残した摘出動脈標本（中心に動脈の穴が観察できる）、TBARS; チオバルビツール酸反応性物質（酸化ストレスの指標）、n=10、*P<0.05, vs. 10 週齢、#P<0.05, vs. 17 週齢

持していた。酸化ストレスの指標である TBARS 値は、10 週齢では WKY と同程度であった 7）が、加齢とともに上昇し、23 週齢で最も高い値を示した。血中インスリン値及び血糖値は、30 週齢まで高値を維持していた 7）。尿タンパク値は、23 週齢まで徐々に上昇した。
図 2 に、SHRSP.ZF ラット摘出腸間膜動脈におけるニトロプルシドナトリウムに対する弛緩反応の週齢変化を示した。動脈 [PVAT 剥離標本、PVAT(-)] の弛緩反応性は、10 週齢では WKY と差はなかったが 7）、図 2 に弱した。一方、PVAT を剥離しない標
Relaxation(%)

本 [PVAT(+)] では、10 週齢から 20 週齢までは弛緩反応に変化は見られない（17 及び 20 週齢では PVAT が存在する

PVATを剥離しない動脈標本0025255075

ことにより弛緩反応が増大した 7,8））*

EC50大が観察された 7, 8）。一方、10、20 及
び 30 週 齢 の WKY で は PVAT の 効 果は認められなかった 7）。

-8-7
Nitroprusside (log M)

100-10-620 wks SHRSP.ZF PVAT (-)
23 wks SHRSP.ZF PVAT (-)
30 wks SHRSP.ZF PVAT (-)

弛緩反応も同様に、17 及び 20 週齢において PVAT の存在下に弛緩反応の増-910 wks SHRSP.ZF PVAT (-)
17 wks SHRSP.ZF PVAT (-)*

EC505075-10が、23 週齢以降は弛緩反応の減弱が認められた。アセチルコリンに対するPVATを剥離した動脈標本

Relaxation(%)

示すように週齢を追う毎に徐々に減**

EC50 Emax
EC50-9-8-7
Nitroprusside (log M)-610 wks SHRSP.ZF PVAT (-)
17 wks SHRSP.ZF PVAT (-)
20 wks SHRSP.ZF PVAT (-)
23 wks SHRSP.ZF PVAT (-)
30 wks SHRSP.ZF PVAT (-)

*Emax
EC50

*Emax
EC50

図 2. SHRSP.Z-Leprfa/IzmDmcr (SHRSP.ZF) ラットの腸間膜動脈におけるニトロプルシドナトリウムに対する弛緩反応性に及ぼす血管周囲脂肪 (PVAT) の効果の経時的変動
PVAT を剥離した標本では週齢を追う毎に弛緩反応の減弱が認められるが、PVAT を剥離しない標本では 20 週齢までは弛緩反応の維持が認められる。
wks; weeks of age, Emax; maximal relaxation, EC50; negative log EC50, n = 10以上、メタボリックシンドロームを呈する SHRSP.ZF ラットでは、動脈拡張機能が正常に維持されている時点（10 週齢）では PVAT の効果は見られないが、弛緩機能の減弱が始まる頃（17 及び 20 週齢）にはそれを補足するように PVAT が動脈拡張反応を増大すること、しかし、酸化ストレスや腎機能障害が悪化する頃（23 週齢）にはその代償効果が消失することを見出した。これまでに、New Zealand obese マウス胸部大動脈

PVAT の収縮抑制効果や SHR 胸部大動脈 PVAT の弛緩増強効果は加齢に伴い減弱すると報告されている。これらのことから、メタボリックシンドロームでは、週齢を追う毎に（あるいは症状に長期的に曝されることにより）PVAT の血管抵抗性調節機能が消失すると考えられる。図 3 に、メタボリックシンドロームにおける

PVAT の血管抵抗性調節能の減弱機序に関する我々の仮説を示した。SHRSP.ZF ラットの動脈では、拡張能低下に AT1 受容体の活性化が深く関与している 6）。一方、脂肪組織の炎症は、AT1 受容体を抑制的に調節する
AT1 receptor-associated protein（ATRAP）の 発 現 量 と 反 比 例する 9）と最近報告された。興味深いことに、SHRSP.ZF ラットでは、PVAT 中 AT1 受容体 mRNA 量は WKY に比べ高いこと、ATRAP mRNA 量は加齢に伴い減少することを見出した 8）。
これらのことから、PVAT の AT1 受容体の活性化が、動脈拡張増強効果の消失に関与するのではないかと考えている。一方、脂肪細胞の褐色化の度合いが血管抵抗性調節機能に関連
図 3. SHRSP.Z-Leprfa/IzmDmcr (SHRSP.ZF) ラットにおける腸間膜動脈の血管周囲脂肪 (PVAT) による血管拡張増強効果の減弱機序（我々の仮説）ATI; アンギオテンシン II type 1する 10）との報告もある。今後は、SHRSP.ZF ラットを用いて、PVAT の血管抵抗性調節効果の発現制御の詳細について検討していきたい。
参考1) Solitis EE et al. Clin Exp Hypertens. 1991; 13: 277.
2) Owen MK et al. Circulation 2013, 128: 9.
3) Lian X et al. Curr Hypertens Rep. 2016, 18: 82.
4) Hiraoka-Yamamoto J et al. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2004, 31; 107.
5) Kagota S et al. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2010; 37: 1035.

文献6) Kagota S et al. Microvasc Res. 2013, 88: 70.
7) Kagota S et al. Metab Syndr Relat Disord. 2017, 15: 233.
8) Kagota S et al. Int J Mol Sci. in press
9) Azushima K et al. J Am Heart Assoc. 2017, 6: e004488.
10) Kong LR et al. Front Physiol. 2018, 9: 400.

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