臨床栄養と代謝ジャーナル

臨床栄養学 2017: マグネシウム濃度の変化がヒト臍帯静脈内皮細胞 (HUVEC) における NF-κB 遺伝子発現に与える影響 - ルジャイン アルムサ - ノッティンガム大学

ルジャイン・アルムサ、AM ソルター、SC ラングレー・エヴァンス

マグネシウムには抗炎症作用と抗酸化作用があり、体の免疫細胞を活性化する防御的な役割があります。さらに、マグネシウムは内皮機能を高め、アテローム性動脈硬化症を抑制します。炎症はアテローム性動脈硬化症進行の危険因子であり、活性化B細胞核因子κ軽鎖エンハンサー（NF-κB）の活性化によって媒介されます。NF-κBが核に移行してプロモーター領域に結合すると、多くの炎症メディエーターの転写が開始されるため、炎症の発症に重要な役割を果たします。炎症に反応して、NF-κBは細胞間接着分子-1（ICAM-1）、血管細胞接着分子-1（VCAM1）、および炎症性サイトカインの転写を促進し、白血球が血管腔から内皮細胞のバリアを通過して内皮下空間に移行するのを助けます。この研究では、異なる濃度のマグネシウムがNF-κBの発現に及ぼす影響を調べました。HUVECを異なるMgSO4濃度（0.1 mm、5 mm）で培養し、生理的循環濃度と比較しました。NF-κBの発現は、定量的リアルタイムPCRによってmRNAレベルで測定しました。リポ多糖0.5 μgで4時間刺激したマグネシウム欠乏（0.1 mm）細胞では、NF-κB発現の有意な上昇が観察されました（34％、P = 0.032）。さらに、マグネシウム処理（5 mm）LPS刺激HUVECでは、生理的濃度1 mmと比較して、NF-κB発現の顕著な抑制が観察されました（31％、P = 0.048）。これらのデータは、マグネシウムが、内皮細胞における炎症性表現型の過剰発現を誘発し、多くの心血管疾患の発症に関連している NF-κB の発現と逆相関していることを示しています。

我々は、ヒト臍静脈内皮細胞におけるリポ多糖誘導性アポトーシスに対するベルベリンの効果と、その効果を媒介する分子メカニズムを調査した。LPS誘導性細胞アポトーシスおよび生存に対するベルベリンの効果は、5-エチニル-2-デオキシウリジン染色、フローサイトメトリー、およびCell Counting Kit-8アッセイで測定した。カスパーゼ-3、ポリメラーゼ、骨髄細胞白血病-1、p38ミトゲン活性化タンパク質キナーゼ、C-Jun N末端キナーゼ、および細胞外シグナル調節キナーゼを含むプロアポトーシスおよび抗アポトーシスタンパク質またはシグナル伝達経路の発現および/または活性化は、ウェスタンブロッティングで測定した。マロンジアルデヒド濃度、スーパーオキシドジスムターゼ活性、および炎症性サイトカインの産生は、酵素結合免疫吸着アッセイで測定した。結果は、ベルベリン前処理がHUVECをLPS誘導性アポトーシスから保護し、LPS誘導性損傷を弱め、LPS誘導性JNKリン酸化を阻害し、MCL-1発現およびSOD活性を増加させ、炎症誘発性サイトカイン産生を減少させたことを実証した。LPS処理HUVECに対するベルベリンの効果は、JNK特異的阻害剤であるSP600125によって阻止された。したがって、ベルベリンは、内皮細胞損傷関連血管疾患の治療における潜在的な候補である可能性がある。組織と血液の間の選択的バリアとして機能する内皮細胞は、炎症反応、免疫、および恒常性の制御において潜在的な役割を果たしている。正常な臓器機能と血管恒常性を維持するために、内皮内層の完全性が重要である。EC機能不全および/または損傷は、内皮内層の完全性を破壊し、その後血管疾患を引き起こす可能性がある。 EC の機能不全や損傷は、一般的にリポ多糖によって媒介され、糖尿病、アテローム性動脈硬化症、血栓症など、いくつかの疾患の主な原因と考えられている敗血症の合併症です。したがって、血管内皮を損傷や機能不全から保護する薬剤は、心血管疾患の発生率を低下させると考えられています。LPS はグラム陰性細菌の外膜の不可欠な部分であるため、EC 損傷とその関連症候群の引き金になると考えられています。in vitro では、LPS 刺激により、生存率、アポトーシス、マロンジアルデヒド (MDA) 放出、腫瘍壊死因子 (TNF-) およびインターロイキン (IL-) 6 合成など、複数の EC 機能が変化します。LPS 刺激によって誘発される酸化ストレスが EC のアポトーシスまたは死につながる可能性があることを示す証拠が増えています。 EC では、酸化ストレスにより、細胞の生存とアポトーシスに関連するさまざまなシグナル伝達経路が誘発され、細胞膜と DNA 構造に損傷が誘発され、マイトジェン活性化タンパク質 (MAP) キナーゼ (MAPK) ファミリーのメンバーや、MAP キナーゼによって制御される細胞生物学的プロセス (細胞のアポトーシス、分化、成長など) に影響が及ぼされます。これまでの研究では、c-Jun N末端キナーゼ（JNK）、p38 MAPキナーゼ（p38）、細胞外シグナル制御キナーゼを含む3つのMAPKサブファミリーがLPS刺激に反応して活性化されることが示されています。