miR-137とその標的となるT型カルシウム3.1チャネルは、カルシニューリン/NFAT経路を制御することにより、微小重力模擬ラットにおける脳血管平滑筋細胞の分化・増殖を調節していることを明らかにした

miR-137 and its target T-type Ca 3.1 channel modulate dedifferentiation and proliferation of cerebrovascular smooth muscle cells in simulated microgravity rats by regulating calcineurin/NFAT pathway.

• Bin Zhang
• Li Chen
• Yun-Gang Bai
• Ji-Bo Song
• Jiu-Hua Cheng
• Hong-Zhe Ma
• Jin Ma
• Man-Jiang Xie

抄録

目的:

飛行後の起立性不耐症は、微小重力環境下では脳血管の適応が重要な役割を果たしていると考えられています。これまでの研究では、微小重力環境下での脳血管適応には、血管平滑筋細胞（VSMC）の脱分化が重要な役割を果たしていることが示唆されていた。本研究では、この概念を確認し、そのメカニズムを明らかにすることを目的としています。

OBJECTIVES: Postflight orthostatic intolerance has been regarded as a major adverse effect after microgravity exposure, in which cerebrovascular adaptation plays a critical role. Our previous finding suggested that dedifferentiation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) might be one of the key contributors to cerebrovascular adaptation under simulated microgravity. This study was aimed to confirm this concept and elucidate the underlying mechanisms.

材料と方法:

スプラague Dawleyラットに28日間の後肢アンローディングを行い、微小重力曝露をシミュレートした。VSMCの脱分化を超微細構造解析と収縮/合成メーカー検出により評価した。T型Ca3.1チャネルのブロッキング効果を評価することで、T型Ca3.1チャネルの役割を明らかにした。ルシフェラーゼアッセイによりCa 3.1チャネルの上流にMiR-137を同定し、機能獲得/機能喪失アプローチにより検討した。Ca 3.1チャネルの下流であるカルシニューリン/NFAT（活性化Tリンパ球核内因子）経路をカルシニューリン活性とNFAT核内転座を検出することにより検討した。

MATERIALS AND METHODS: Sprague Dawley rats were subjected to 28-day hindlimb-unloading to simulate microgravity exposure. VSMC dedifferentiation was evaluated by ultrastructural analysis and contractile/synthetic maker detection. The role of T-type Ca 3.1 channel was revealed by assessing its blocking effects. MiR-137 was identified as the upstream of Ca 3.1 channel by luciferase assay and investigated by gain/loss-of-function approaches. Calcineurin/nuclear factor of activated T lymphocytes (NFAT) pathway, the downstream of Ca 3.1 channel, was investigated by detecting calcineurin activity and NFAT nuclear translocation.

結果:

模擬微小重力実験により、ラット大脳VSMCの分化・増殖が誘導された。T-type Ca 3.1チャネルがVSMCの脱分化と増殖を促進した。T-type Ca 3.1チャネルの上流側ではMiR-137が、下流側ではカルシニューリン/NFATc3経路が、それぞれVSMCの脱分化と増殖を調節するシグナル伝達を行っていた。

RESULTS: Simulated microgravity induced the dedifferentiation and proliferation in rat cerebral VSMCs. T-type Ca 3.1 channel promoted the dedifferentiation and proliferation of VSMC. MiR-137 and calcineurin/NFATc3 pathway were the upstream and downstream signalling of T-type Ca 3.1 channel in modulating the dedifferentiation and proliferation of VSMCs, respectively.

結論:

本研究では、miR-137とその標的となるT型Ca 3.1チャネルが、カルシニューリン/NFATc3経路を制御することで、微小重力環境下でのラット大脳VSMCの分化・増殖を制御していることを明らかにした。

CONCLUSIONS: The present work demonstrated that miR-137 and its target T-type Ca 3.1 channel modulate the dedifferentiation and proliferation of rat cerebral VSMCs under simulated microgravity by regulating calcineurin/NFATc3 pathway.

© 2020 The Authors. Cell Proliferation Published by John Wiley & Sons Ltd.