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PP2Aの阻害は、ERKおよびp38 MAPK経路を介してヒト大動脈弁膜間質細胞の骨形成分化を促進する
Inhibition of PP2A enhances the osteogenic differentiation of human aortic valvular interstitial cells via ERK and p38 MAPK pathways.
PMID: 32679147 DOI: 10.1016/j.lfs.2020.118086.
抄録
エーアイエムズ:
石灰化した大動脈弁疾患（CAVD）におけるPP2Aの役割を調べる。
AIMS: To investigate the role of PP2A in calcified aortic valve disease (CAVD).
材料・方法:
CAVD患者と健常者の大動脈弁を対象に，PP2Aサブユニットの発現をリアルタイムポリメラーゼ連鎖反応（RT-PCR）とウエスタンブロットで検出し，同時に市販のアッセイキットを用いてPP2Aの活性を解析した．マウスの大動脈弁石灰化を組織学的および心エコー図解析により評価した。PP2A阻害剤LB100を腹腔内注射したApoEマウスとApoEマウスに高コレステロール食を24週間与えた。免疫蛍光染色によりPP2A活性が低下している細胞型を特定し、骨形成誘導培地で処理した弁膜間質細胞（VICs）のPP2A活性をウエスタンブロットと市販のアッセイキットを用いて評価した。また、薬理学的・遺伝学的介入によりVICの活性を変化させた後、骨芽細胞の分化と鉱物化をウエスタンブロットとアリザリンレッド染色で評価したところ、骨芽細胞の分化と鉱物化のメカニズムが明らかになった。最後に、いくつかの特異的阻害剤を用いてそのメカニズムを明らかにした。
MATERIALS AND METHODS: The expressions of PP2A subunits were detected by real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) and western blot in aortic valves from patients with CAVD and normal controls, the activities of PP2A were analyzed by commercial assay kit at the same time. Aortic valve calcification of mice was evaluated through histological and echocardiographic analysis. ApoE mice and ApoE mice injected intraperitoneally with PP2A inhibitor LB100 were fed a high-cholesterol diet for 24 weeks. Immunofluorescent staining was used to locate the cell-type in which PP2A activity was decreased, the PP2A activity of valvular interstitial cells (VICs) treated with osteogenic induction medium was assessed by western blot and commercial assay kit. After changing the activity of VICs through pharmacologic and genetic intervention, the osteoblast differentiation and mineralization were assessed by western blot and Alizarin Red staining. Finally, the mechanism was clarified by using several specific inhibitors.
重要な発見:
骨形成誘導下では、石灰化した大動脈弁とヒトVICの両方でPP2A活性が低下した。PP2A阻害剤LB100はマウスの大動脈弁石灰化を悪化させた。さらに、PPP2CAを過剰発現させるとVICの骨形成分化が抑制され、PPP2CAをノックダウンすると骨形成が促進された。さらに、PPP2Aの不活性化は、ERK/p38 MAPKsシグナル伝達経路を介してVICの骨形成分化を促進していることが明らかになった。
KEY FINDINGS: PP2A activity was decreased both in calcified aortic valves and human VICs under osteogenic induction. The PP2A inhibitor LB100 aggravated the aortic valve calcification of mice. Furthermore, PPP2CA overexpression inhibited osteogenic differentiation of VICs, whereas PPP2CA knockdown promoted the process. Further study revealed that the ERK/p38 MAPKs signaling pathways mediated the osteogenic differentiation of VICs induced by PP2A inactivation.
意義:
本研究は、PP2AがCAVDの病態生理において重要な役割を果たしていることを示し、PP2Aの活性化がCAVDの薬理学的治療に新たな戦略を提供する可能性があることを示した。
SIGNIFICANCE: This study demonstrated that PP2A plays an important role in CAVD pathophysiology, PP2A activation may provide a novel strategy for the pharmacological treatment of CAVD.
Copyright © 2020. Published by Elsevier Inc.