ラット頸動脈の臓器培養における高度な糖化最終生成物の長期投与によるノルアドレナリン誘発性収縮の抑制のメカニズム

Mechanisms underlying suppression of noradrenaline-induced contraction by prolonged treatment with advanced glycation end-products in organ-cultured rat carotid artery.

• Takayuki Matsumoto
• Keisuke Takayanagi
• Mihoka Kojima
• Kumiko Taguchi
• Tsuneo Kobayashi

抄録

ラット頸動脈平滑筋のノルアドレナリン誘発性収縮に及ぼす高度糖化最終産物（AGE）への長時間曝露の直接的な影響を検討した。内皮が剥がれた頸動脈輪のノルアドレナリン誘発性収縮は、AGE-BSA前処理（0.01および0.1mg/mL、23±1h）により、ビヒクル前処理（対照）と比較して抑制されたが、イソトニックK誘発性収縮はAGE-BSA前処理では有意な変化は認められなかった。AGE-BSA（0.1mg/mL）によるノルアドレナリン誘発性収縮の減少は、大コンダクタンスカルシウム活性化カリウム（BK）チャネルの阻害剤であるイベリオトキシンによって逆転したが、他のKチャネルの阻害剤（4-AP（Kv阻害剤）、TRAM-34（IK阻害剤）、またはグリベンクラミド（K阻害剤））によっては逆転しなかった。頸動脈輪をHOで急性インキュベートすると、対照動脈ではノルアドレナリン誘発性収縮も減少したが、AGE-BSAで処理した動脈ではノルアドレナリン誘発性収縮には影響を与えなかった。また、HOスカベンジャーカタラーゼの急性インキュベーションは、AGE-BSA処理動脈のノルアドレナリン誘発性収縮を増加させたが、対照動脈のノルアドレナリン誘発性収縮には影響を及ぼさなかった。HO存在下でのノルアドレナリン誘発性収縮はイベリオトキシンとの共処理により増加した。AGE-BSAによるノルアドレナリン誘発性収縮の抑制は、有機カチオントランスポーター3（OCT3）阻害剤コルチコステロンによって抑制されたが、OCT3タンパク質の発現は対照動脈とAGE-BSA処理した内皮が剥がれた頸動脈の間で類似していた。これらの知見は、ノルアドレナリン誘発性動脈収縮は、HO生成を介したBKチャネルの活性化とOCT3を介したノルアドレナリン輸送活性の増加により、AGE-BSA曝露の長期化により抑制されることを示唆している。

We investigated the direct effects of prolonged exposure to advanced glycation end-products (AGEs) on noradrenaline-induced contraction of rat carotid artery smooth muscle. Noradrenaline-induced contraction of endothelium-denuded carotid artery rings was suppressed by AGE-bovine serum albumin (AGE-BSA) pretreatment (0.01 and 0.1 mg/mL for 23 ± 1 h) compared with vehicle pretreatment (control), whereas isotonic-K-induced contraction was not significantly altered by AGE-BSA pretreatment. This reduction in noradrenaline-induced contraction by AGE-BSA (0.1 mg/mL) was reversed by iberiotoxin, an inhibitor of large-conductance calcium-activated potassium (BK) channels, but not by inhibitors of other K channels [4-AP (Kv inhibitor), TRAM-34 (IK inhibitor), or glibenclamide (K inhibitor)]. Acute incubation of carotid arterial rings with HO had also reduced noradrenaline-induced contraction in control arteries, but it had no effect on noradrenaline-induced contraction in AGE-BSA-pretreated arteries. Alternatively, acute incubation with the HO scavenger catalase increased noradrenaline-induced contraction of AGE-BSA-pretreated arteries but had no effect on noradrenaline-induced contraction of control arteries. Noradrenaline-induced contraction in the presence of HO was increased by co-treatment with iberiotoxin. The AGE-BSA-mediated suppression of noradrenaline-induced contraction was prevented by the organic cation transporter 3 (OCT3) inhibitor corticosterone, whereas the expression of OCT3 protein was similar between control and AGE-BSA-treated endothelium-denuded carotid arteries. These findings suggest that noradrenaline-induced arterial contraction is reduced by prolonged AGE-BSA exposure due to activation of BK channels via HO generation and increased OCT3-mediated noradrenaline transport activity.