経皮耳介迷走神経刺激はミトコンドリア未折りたたみタンパク質応答を抑制することで妊娠高血圧腎症誘発の胎盤栄養膜細胞アポトーシスを緩和する

研究背景

妊娠高血圧腎症は深刻な産科合併症であり、世界中で約2%-8%の妊娠に影響を与えています。この疾患は妊婦の健康に影響を与えるだけでなく、胎児の生命を深刻に脅かします。現在、妊娠高血圧腎症の発症メカニズムは完全には解明されておらず、効果的な予防策も不足しています。近年、経皮耳介迷走神経刺激（transcutaneous auricular vagus nerve stimulation, TAVNS）が新しい非薬物療法として、妊娠高血圧腎症に対する潜在的な治療効果を持つことが発見されました。しかし、その具体的なメカニズムはまだ明らかではありません。

研究出典

本研究は、陝西中医薬大学の鍼灸推拿学院、公衆衛生学院および医療技術学院の趙静、楊亜男、秦佳怡ら7名の研究者によって共同で行われ、『Neurosci. Bull.』（神経科学会報）誌に掲載されました（DOI: 10.1007/s12264-024-01244-9）。

研究プロセス

動物および細胞モデル

本研究ではSprague-Dawley系ラットとHTR-8/SVneo胎盤栄養膜細胞系を使用しました。ラット実験は陝西中医薬大学実験動物倫理委員会のガイドラインに従って行われました。生体内研究では、研究者は減圧妊娠高血圧腎症モデル（RUPP）を確立し、胎盤虚血と低酸素環境をシミュレートしてTAVNSの効果を評価しました。細胞実験では、低酸素環境をシミュレートする塩化コバルト（CoCl2）処理を用いて、低酸素誘導性の栄養膜細胞アポトーシスに対するAchの影響を研究しました。

TAVNS処理

電気鍼器を用いてラットの両耳環状軟骨を刺激し、連続7日間、1日30分間行いました。研究グループは正常妊娠（NP）群、RUPP群、RUPP+TAVNS群に分けられました。血圧測定、ELISA、免疫蛍光、Western Blotなどの方法を用いて、TAVNSの血圧、胎盤組織形態、炎症因子への影響を評価しました。

主な研究結果

血圧と炎症因子

実験結果は、RUPP群ラットの収縮期血圧（SBP）と拡張期血圧（DBP）が有意に上昇し、TAVNSがRUPP誘発のSBPとDBPを有意に低下させることを示しました。さらに、RUPP群の胎盤組織中の炎症因子TNF-αとIL-6レベルが明らかに上昇し、TAVNSがそのレベルを有意に低下させることができました。

胎盤構造とミトコンドリア形態

顕微鏡観察により、RUPP群ラットの胎盤の海綿栄養層と迷路層構造が破壊されていることが分かりましたが、TAVNS治療は胎盤の正常構造を有意に回復させました。さらに、RUPP群ラットの胎盤栄養膜細胞のミトコンドリア面積が増大し、腫脹やクリステの乱れが見られましたが、TAVNSはこれらの変化を有意に軽減しました。

アセチルコリン（Ach）とその受容体

質量分析の結果、TAVNSが胎盤組織中のAch濃度を上昇させることが示されました。免疫蛍光とWestern Blot実験も、TAVNSが胎盤組織中のM3アセチルコリン受容体（M3AChR）の発現を有意に増加させることを示しました。

ROS、mtROSおよびUprmt

RUPPは胎盤のROSレベルを有意に上昇させましたが、TAVNSはROSレベルを有意に低下させました。Western Blot実験では、RUPP群のHSP70とLONP1の発現が有意に上昇し、TAVNSがその発現を有意に下方制御することが示されました。さらに、RUPP群の胎盤組織中のアポトーシス促進因子であるcleaved caspase-3とNF-κB-p65、およびシトクロムCの発現が上昇し、TAVNSはこれらの因子の発現を有意に低下させました。

M3AChR遺伝子ノックダウン実験

マウス逆転写ウイルス（LV）-shRNAシステムを用いてM3AChRの遺伝子ノックダウンを行った結果、M3AChRのノックダウンがHSP70、LONP1、cleaved caspase-3、NF-κB-p65の発現を有意に増加させ、TAVNSの保護作用を逆転させることが示され、TAVNSの保護効果におけるM3AChRの重要性がさらに証明されました。

低酸素誘導細胞モデル実験

in vitro細胞モデルにおいて、AchはCoCl2による細胞活性の低下、細胞アポトーシス、mtROSの過剰生成を有意に改善し、その作用は濃度依存的でした。TEM観察結果は、AchがCoCl2によるミトコンドリアの腫脹とクリステの乱れを有意に軽減できることを示しました。さらに、フローサイトメトリーの結果は、AchがJC-1赤色凝集体の数を有意に増加させることを示し、ミトコンドリア機能に対する保護作用を示しました。Western Blot実験も同様に、AchがHSP70とLONP1の発現を有意に下方制御し、シトクロムCの放出を抑制することを示しました。

研究結論

本研究は初めて、TAVNSがAchの放出を促進し、mtROSの生成を抑制することでUprmtを下方制御し、それにより胎盤栄養膜細胞のアポトーシスを減少させ、胎盤機能を向上させ、妊娠高血圧腎症を軽減することを明らかにしました。研究は、Uprmtが胎盤栄養膜細胞を保護する新しい分子標的である可能性を示し、Achのミトコンドリア保護作用が妊娠高血圧腎症関連損傷の緩和に重要な役割を果たすことを示しています。

研究の意義とハイライト

本研究は、妊娠高血圧腎症の病態生理メカニズムに対する理解を広げただけでなく、妊娠高血圧腎症の治療に新しいアプローチを提供しました。TAVNSは非薬物療法として、安全性が高く副作用が少ないという利点があり、重要な臨床応用の可能性を持っています。研究はまた、Achのミトコンドリア未折りたたみタンパク質応答とアポトーシス経路に対する抑制作用を発見し、M3AChRがその保護効果において重要な役割を果たすことを示し、将来の標的薬物開発のための新しい分子標的を提供しました。