血圧上昇は酸化ストレスを介してリンパ系内皮機能障害を引き起こす

Increased Blood Pressure Causes Lymphatic Endothelial Dysfunction via Oxidative Stress in Spontaneously Hypertensive Rats.

• Masashi Mukohda
• Risuke Mizuno
• Hiroshi Ozaki

抄録

リンパ系は、浮腫、炎症、がん転移などの病態に関与している。リンパ管は体液の電解質や体積バランスを制御しているため、リンパ系の活動の変化は全身の血圧を変化させることが予想される。本研究では、自然発症高血圧ラット（SHR）におけるリンパ管収縮特性の変化の可能性を調べた。10～12週齢のSHRから分離した胸腔管は、年齢をマッチさせたWister-Kyotoラットと比較して、アセチルコリン誘発性内皮依存性弛緩またはニトロプルシドナトリウム誘発性内皮非依存性弛緩のいずれかが減少していた。アセチルコリン応答性の障害はニトロプルシドナトリウム応答性よりも顕著であった。一酸化窒素合成酵素阻害剤であるN-ニトロ-L-アルギニンメチルエステルは、Wister-kyotoラットのアセチルコリン誘発性弛緩を抑制し、内皮の一酸化窒素産生に関与していることが示唆された。SHRのリンパ管における内皮機能障害は、tempol（スーパーオキシドジスムターゼ模倣薬）、apocynin、またはVAS-2870（NADPHオキシダーゼ阻害薬）によって抑制された。これらの観察結果と一致し、SHRではニトロチロシンレベルが有意に上昇しており、酸化ストレスの増加を示していた。さらに、SHRでは、NADPHオキシダーゼ2のタンパク質発現およびp47（Ser345）のリン酸化が有意に増加していた。さらに、SB203580（p38 MAPK阻害剤）を投与すると、アセチルコリン誘発性の緩和効果が回復した。また、血圧が正常な4週齢のSHRでは、アセチルコリンおよびニトロプルシドナトリウムによる緩和作用の低下は認められなかった。また、4週齢のSHRにハイドロクロロチアジドとレセルピン、またはハイドロクロロチアジドとヒドラジンを6週間投与したところ、リンパ内皮機能障害は完全に回復した。我々は、リンパ管の収縮活性は血圧の上昇に伴って機能的に障害されており、これはp38 MAPK/NADPH酸化酵素2経路を介した酸化ストレスの増加を介して媒介されていると結論付けた。

The lymphatic system is involved in the pathogenesis of edema, inflammation, and cancer metastasis. Because lymph vessels control fluid electrolytes and volume balance, changes in lymphatic activity can be expected to alter systemic blood pressure. This study examined possible changes in lymphatic contractile properties in spontaneously hypertensive rats (SHR). Thoracic ducts isolated from 10- to 12-week-old SHR exhibited either decreased acetylcholine-induced endothelium-dependent relaxation or sodium nitroprusside-induced endothelium-independent relaxation compared with age-matched Wister-Kyoto rats. The impairment in acetylcholine responsiveness was more pronounced than sodium nitroprusside responsiveness. N-Nitro-L-arginine methyl ester, a nitric oxide synthase inhibitor blunted acetylcholine-induced relaxation in Wister-Kyoto rats, indicating an involvement of endothelial nitric oxide production. Endothelial dysfunction in lymph vessels of SHR was attenuated by tempol (a superoxide dismutase mimetic), apocynin, or VAS-2870 (NADPH oxidase inhibitors). Consistent with these observations, nitrotyrosine levels were significantly elevated in SHR, indicative of increased oxidative stress. In addition, protein expression of NADPH oxidase 2 and phosphorylation of p47 (Ser345) were significantly increased in SHR. Further, SB203580 (a p38 MAPK inhibitor) restored the acetylcholine-induced relaxation in SHR. It is notable that 4-week-old SHR, which exhibited normal blood pressure, did not show any decreased activity of acetylcholine- or sodium nitroprusside-induced relaxation. Additionally, antihypertensive treatment of 4-week-old SHR with hydrochlorothiazide and reserpine or hydrochlorothiazide and hydralazine for 6 weeks completely restored lymphatic endothelial dysfunction. We conclude that contractile activity of lymphatic vessels is functionally impaired with the development of increasing blood pressure, which is mediated through increased oxidative stress via the p38 MAPK/NADPH oxidase 2 pathway.