低酸素条件下における血管内皮細胞のグリコサミノグリカン合成酵素mRNA発現の変動

抄録

【目的】プロテオグリカンはコアタンパク質に対してウロン酸とアミノ糖の繰り返し構造からなるコンドロイチン・デルマタン硫酸やヘパラン硫酸などのグリコサミノグリカンが結合した複合糖質である。プロテオグリカンは細胞増殖や血液凝固線溶系など血管機能の調節を担っている。血管の内側を覆う血管内皮細胞は、動脈硬化において血管壁が肥厚すると局所的に低酸素環境に曝される。当研究室は、血管内皮細胞が産生するプロテオグリカンのコアタンパク質発現が低酸素環境下において発現変動することを明らかにしている。その一方で、低酸素環境下におけるグリコサミノグリカンの合成調節はよくわかっておらず、本研究では低酸素環境がグリコサミノグリカン伸長酵素の遺伝子発現に及ぼす影響の解明を目的とした。【方法】コンフルエント（dense culture）および1.2×104 cells/cm2で播種後24時間（Sparse culture）のウシ大動脈内皮細胞を37℃、5％ CO2のもと、通常酸素条件および低酸素条件（1% O2）で8および24時間培養した。各糖鎖伸長酵素のmRNA発現はRT-qPCR法にて測定した。【結果】低酸素培養下では、sparse cultureにおいてコンドロイチン・デルマタン硫酸糖鎖の伸長酵素であるCHSY1の発現低下が認められた。また、同様にコンドロイチン・デルマタン硫酸糖鎖の伸長酵素であるCHPF2は細胞密度によらず発現低下することが明らかとなった。その一方で、ヘパラン硫酸糖鎖の伸長酵素であるEXT1、EXT2、EXTL3はdense cultureにおいて培養後8時間では発現抑制されるものの、24時間では増加に転じることが示された。また、sparse cultureではEXT1の発現変動がdense cultureとは反対に低酸素培養後8時間で増加し、24時間で減少に転じること、EXT2は低酸素培養後24時間まで持続的に発現抑制されることが明らかになった。今回明らかになったこれらの変化が各タンパク質発現や糖鎖に対して及ぼす影響を明らかにすることが今後の検討課題である。