動脈硬化の初期病変には、マクロファージ(M)の泡沫化が関与していることが知られている。Mの泡沫化は細胞が変性LDLを過剰に取り込むことによっておこり、これには変性LDL受容体、とくにスカベンジャー受容体(SR)が深くかかわっている。一方最近、TGF-ファミリーのひとつであるアクチビン、ならびにその結合蛋白であるフォリスタチシがラット、およびWHHLウサギの動脈硬化巣において発現していることが報告された。これらの物質が動脈硬化にどのように関与しているのかを検討する目的で、Mの泡沫化へのアクチビン/フォリスクチンの影響について、変性LDL(アセチルLDL)の細胞への結合、取り込み、ならびに細胞の泡沫化について、ヒト単球系細胞株であるTHP-1細胞を用いて行った。

　方法の概略は次のとおりである(図1)。THP-1細胞をTPA(100 ng/mL)を含むRPMI-1640培地で48時間培養し、マクロファージ様細胞(THP-1 M)に分化させた後、細胞をPBSで洗浄後、新しい培地(RPMI-1640-LPDS)にアクチビン-A(5nM)またはフォリスタチン(500ng/mL)を添加した。(a)培養5日目のTHP-1 Mに、¹²⁵I-Ac-LDLを添加し、37℃で6時間培養後、細胞内に取り込まれた¹²⁵I-Ac-LDL量、および分解された¹²⁵I-Ac-LDL量を測定した。(b)培養5日目のTHP-1 Mに、¹²⁵I-Ac-LDLを添加し、0℃で2時間培養後、結合した¹²⁵I-Ac-LDL量を測定した。(c)培養4日目のTHP-1Mよりpoly(A)⁺RNAを調整し、SRmRNAの発現をノーザンブロット法により解析した。(d)培養5日目のTHP-1 Mに、Ac-LDL(50g/ml)を添加し、37℃で36時間培養後、細胞内のコレステロールエステル量を酵素法によって定量した。(e)培養5日目のTHP-1Mに、Ac-LDL(50g/ml)を添加し、37℃で24時間培養後、Oil Red Oとへマトキシリンで染色し、細胞の泡沫化を顕微鏡下で観察した。

図1.実験方法の概略

　上記実験結果を総合すると、アクチビン-Aは、THP-1 MのAc-LDL受容体(主としてSR)の発現を抑制することによって、Ac-LDLの細胞への結合、取り込み、分解を抑制し、その結果、細胞内コレステロールエステル蓄積量が減少し、細胞の泡沫化が抑制されると考えられる(図2)。一方、フォリスタチンは、Ac-LDL受容体の発現を亢進させることによって、Ac-LDLの細胞への結合、取り込み、分解を促進し、細胞内コレステロールエステルの蓄積、細胞の泡沫化を促すと考えられる(図2)。

図2.アクチビン/フォリスタチンによるTHP-1 Mの泡沫化に及ぼす影響

　THP-1細胞はTPAの作用を受けて分化すると、アクチビン-Aを産生し、SRを発現する。したがってTPAの作用を受けたTHP-1 M(コントロール細胞)はアクチビン-Aを産生しており(mRNAレベルでの発現を確認している)、おそらくこれが自身に作用することで、SRの発現が抑制され、また外因性の過剰量のアクチビン-Aの添加はSRの発現をさらに抑制すると考えられる。このようなアクチビン-AによるSR発現抑制作用は、フォリスタチンによってブロックされ、その結果、コントロール細胞よりもSRの発現が亢進するものと考えられる。しかしながら、フォリスタチンが直接THP-1 Mに作用している可能性も否定できない。これまでフォリスクチン受容体の存在は報告されておらず、その同定は興味深い。

　アクチビン-AもSRも、THP-1 Mのみならず、ヒト単球-Mで発現していることが確認されており、今回THP-1 Mで示した実験結果を普遍すれば、アクチビン/フォリスタチンはヒト動脈硬化巣においてもMの泡沫化を調節している可能性が考えられる。アクチビン-Aはin vitroにおいて、単球-Mのほか、血管内皮細胞で産生されていることが、またin vivoではWHHLウサギの肥厚内膜で発現していることが報告されている。またフォリスタチンはin vitroでは血管平滑筋細胞が、これを産生し、in vivoではラット頚動脈肥厚内膜、および中腰で発現していることが確詔されている。以上を総合して推察すれば、Mならびに内皮細胞で産生されるアクチビン-Aはオートクリンまたはパラクリン的にMの泡沫化を抑制し、平滑筋細胞で産生されるフォリスクチンはパラクリン的にMの泡沫化を促進すると考えることが可能である。血管壁局所因子としてのアクチビン/フォリスタチンが、動脈硬化の進展に関与することが次第に明らかになりつつある。