最近の研究成果Recent Advances
肝細胞増殖因子は初代培養ラット脳毛細血管内皮細胞のバリア機能を強化する
(Yamada et al., 2014)

各臓器・細胞への栄養を運ぶ血管は、ヒトの体中に張り巡らされていますが、すべての血管が同じ性質を持っているわけではありません。血管を構成している内皮細胞は臓器により異なる特性を持ち、局所的なシグナル(血管を取り巻く微小環境)で調整されていることが指摘されています。特に血液脳関門(blood-brain barrier, BBB)を構成する脳血管内皮細胞は、血液から脳実質への物質移動において高度に特異的な機構を有しています。脳毛細血管内皮細胞間はタイトジャンクションやアドヘレンスジャンクションといった細胞接着分子により強く結合しており、不要な物質の脳内移行を強く制限し、脳内環境維持装置として機能しています。そのため、このBBBの機能障害は脳内環境の破綻を引き起こし、中枢神経系疾患との関係が指摘されています。
BBBの特殊な機能は内皮細胞だけではなく周囲に存在するアストロサイトやペリサイトといった細胞により維持されていることが知られています。また、様々な生理活性物質により、BBB機能が調節されていることも報告されています(図1)。私達はBBB機能を調節する物質として成長因子のひとつであるHGFに着目しました。

図1

肝細胞増殖因子(hepatocyte growth factor, HGF)は、細胞の増殖や運動性、血管新生、神経細胞保護などの多様な生理作用を示します。しかし、内皮細胞に対するHGFの作用は相反する報告がなされており、一定した見解が得られていません。特に脳血管内皮細胞での働きは明らかにされていませんでした。そこで私達は、初代培養ラット脳毛細血管内皮細胞を用いたin vitro BBBモデルを作製し、HGFがBBBに与える影響を検討しました。同時に、末梢由来の内皮細胞として、ヒト臍胎静脈内皮細胞(HUVEC)とヒト皮膚毛細血管内皮細胞(HMVEC)を用いて同様の検討を行い、末梢と中枢由来の内皮細胞のHGFに対する反応性を比較しました。

ラットより脳毛細血管内皮細胞(RBEC)を分離培養し、末梢由来の内皮細胞としてHUVECと HMVEC細胞を用いました。3種類の内皮細胞をTranswell®(polyester membrane、0.4μm pore size)に播種し単層培養モデルを作製しました。HGFの内皮細胞のバリア機能に与える影響を観察するために、HGFを添加したところ、以下の結果を得ました。

図2
HGFはBBBにおいてTEERを増加させ、透過性を低下させることから、BBB強化に作用していると考えられました。この機序として、接着結合タンパクであるZO-1, VE-cadherinの増加や細胞骨格の再構成によるものが考えられます。一方、末梢由来の内皮細胞ではRBECとは反対のバリア機能低下を引き起こしたことから、同じ内皮細胞でも中枢と末梢由来の内皮細胞では性質が異なることが考えられました。今回の研究では、末梢と中枢(脳)由来の内皮細胞において、なぜHGFが異なる反応を示すのかを検討できませんでしたが、HGFはBBB機能の調節因子として働いている可能性があります。
図3