ラット糖尿病性腎症モデルにおけるマトリックスメタロプロテアーゼ-2および膜型マトリックスメタロプロテアーゼ_1の発現

摘要

糖尿病性腎症の糸球体硬化の進展過程,ならびに血管内皮細胞の障害におけるマトリックスメタロプロテアーゼ(matrix metalloproteinases, MMP)の関与を明らかにする目的で,自然発症インスリン非依存型糖尿病モデルラットであるotsuka Long-Evans Tokushima Fatty (OLETF)ラットを用いてMMP-2の発現,活性化と,その活性化酵素である膜型マトリックスメタロプロテアーゼ-1 (membrane-type 1 MMP, MTl-MMP)の発現を検討した. OLETFラットおよび対照ラバであるLong-Evans Tokushima Otsuka (LETO)ラツトに30mg/kgのモノクロタリン(monocrotaline, MCT)を36週齢より4週毎に3回投与した群(MCT群)と,同量の生理食塩水のみを投与した群(生食群)の討4群を作製し50週齢まで観察した. OLETF生食群の尿アルブミン排泄量は, 36週, 46過, 50週のいずれの週齢においてもLETO生食群に比し有意に増加していた.組織学的にOLETF生食群の糸球体硬化スコアは, 40週齢, 50週齢ともLETO生食群に比し有意に増加していた. MCT群において糸球体硬化スコアは, LETOラットでは差を認めなかったが, OLETFラバでは経時的に有意な増加を示し, 50週齢ではOLETF生食群と比較しても有意に増加していた.加えてOLETF.MCT群では,メサンギウム融解と糸球体係蹄内皮細胞の腫大を認め,一部の糸球体には結節類似病変を認めた.免疫組織化学的検討では, OLETFラットのMMP-2およびMTl-MMP蛋白はメサンギウム基質増生部のメサンギウム細胞を中心に発現しており,メサンギウム基質の増生が高度の糸球体でより強い発現を認めた.また, OLETF.MCT群においては,係蹄上皮脚包にもMMP-2, MTl-MMPの発現を認めた?ゼラチンを基質としたザイモグラムの検討では,糸球体培養上病中に68kDa, 72kDaに加え括性型MMP-2である62kDaのバンドを認め,50週齢におけるその酵素活性は, LETO生食群と比べて, LETO.MCT群で2.3倍, OLETF生食群で4"8倍, OLETF.MCT群で5.5倍に亢進していた.さらに組織内酵素活性検出法では,50週齢のOLETF.MCT群でメサンギウム領域にMMP活性を認めた.糸球体より抽出した全RNAを用いた逆転写リメラーゼ連鎖反応(reverse transcription-PCR,肝PCR)法によるMMP-2, MTl-MMP, MM阻害因子(tissue inhibitor of MMP,TIMP)-2およびファイブロネクテン遺伝子発現の検討では, 50週齢のLETO.MCT群, OLETF生食群, OLETF.MCT群で, LETO生食群に比しMMP-2はそれぞれ15.8倍, 2.8倍, 18.1倍, MTl-MMPほ1.9倍, 1.1倍, 2.8倍で発現していた.またTIMP-2はそれぞれ1.4倍1.1倍2.2倍,ファイブロネクテンは2.2倍2.2倍, 3.0倍で発現していた.以上の結果より, MMP-2, MTl-MMPは糖尿病性腎症の糸球体硬化の進展過程ならびに血管内皮細胞の障割寺に糸球体において産生および病性化されていることが示され, MMP, TIMPと糸球体ECM成分の発現の変化が,糖尿病性腎症の糸球体ECMの修復過程において重要な役割を演じていることが示唆された.