血管新生とシグナル伝達機構は.現在注目されている2つの研究分野である。 近年.血管内皮細胞における血管新生促進メディエーターとそのシグナル伝達機構の研究において重要な進展があった。 現在.血管新生研究は主に腫瘍学と心臓血管学という2つの分野に関わっており.特に腫瘍学ではよく研究されている。 腫瘍血管新生はより成熟した病態であり.シグナル伝達機構もより明確に研究されており.その中でMAPKファミリーは血管新生シグナル伝達経路の重要なメンバーであり.細胞の増殖と分化を制御する様々な機能を持つと考えられている。 心血管疾患.特に心筋虚血におけるシグナル伝達機構はほとんど研究されておらず.特に虚血心筋の機能を改善し.有益な気血の活性化ハーブで再灌流を促進するシグナル伝達機構はほとんど研究されていない。 MAPKファミリーは主にERKl/2.JNK.p38MAPKの3つのサブクラスに分けられ.ERKl/2シグナル伝達経路は成長因子によって活性化され.紫外線.浸透圧の変化.サイトカイン(IL-1).TNF.生理的ストレスによって活性化されるJNK経路とp38/HOG-1経路はMAPKストレスシグナル伝達経路と総称される。 VEGF.FGF.PDGF.EGFなどのサイトカインが.主にマイトジェン活性化プロテインキナーゼシグナル伝達経路を介して細胞増殖を媒介することは.これまでの多くの研究で確認されている。 しかしながら.低酸素誘導によって産生される多くの成長因子がPI3K経路を介して血管平滑筋細胞(VSMC)の増殖を媒介すること.またMAPKがPI3Kの下流で標的分子として作用し.PI3K/ MAPK経路を介して細胞増殖を制御することが.ますます多くの研究によって明らかにされつつある。 PI3Kは多くの生命現象における重要なシグナル伝達分子であり.PI3Kを介したシグナル伝達経路は細胞分裂.分化.アポトーシスを制御する。 PI3Kは.成長因子が細胞膜レセプターに結合すると活性化され.細胞膜のイノシトール環の第3軽質基をリン酸化して3-PIP.3,4-PIP2.3,4,5-PIP3を産生し.これがセカンドメッセンジャーとしてAKTなど細胞増殖に密接に関係するタンパク質やその下流のキナーゼに作用し.最終的にサイクリンD1を活性化してアップレギュレートし.細胞増殖を引き起こす。 AKTは.P13Kを介した成長因子の活性化によって媒介されるシグナル伝達過程への関与が注目されている。 PKBの発現は.虚血領域での新生血管を誘導し.最近では.損傷した心筋組織の完全性を維持し.シグナル伝達経路を媒介することが示されている。 AKTはPI3Kの下流にある直接の標的タンパク質であり.PDGFのような様々な成長因子は.PDGF受容体のチロシン(Y740/Y751)部位のリン酸化を通してPKBの活性化を誘導することができる。 さらに.PI3Kのp110サブユニットは低分子GTPaseであるRasとも直接相互作用することができるため.活性化されたRasはPI3Kを介してPKBを部分的に活性化することもできる。 PKBはまた.核内シグナル伝達経路を介して核内転写因子CREBに直接作用し.特定の遺伝子の発現を引き起こすことができる。 PI3Kによって活性化されたPKBは.PDGF.EGF インスリン.トロンビンdGF-1.NGFなどの様々な成長因子の発現を仲介し.細胞増殖を誘導する。 この実験の結果.漢方薬である当帰強壮血飲は虚血部位のVEGFの発現を促進することができ.同時にPI3Kの発現を異なる程度まで促進し.モデル群やベタラクトン群よりも有意に優位であることが示された。 PI3Kの発現促進作用を通じて.下流のシグナル伝達経路の活性化がさらに始まった。 ベタラックとアンジェリカブラッドトニックの中用量群ではAKTタンパク質の発現が有意に促進され.モデル群とアンジェリカブラッドトニックの少量投与群ではMAPKタンパク質の発現が有意に活性化された。 以上の経路を経て.虚血部位の心筋におけるVEGF蛋白の発現が最終的に亢進し.虚血部位に血管新生作用が生じた。 このことは.益気・活血薬草が異なる経路から抗虚血低酸素作用と血管新生作用を発揮していることを示唆している。 また虚血低酸素は重要なシグナル開始メカニズムであり.実験ではより顕著な効果が示された。 益気・益血薬には.身体の免疫力を向上させ.自己治癒力を高める効果があることが実証されている。 我々のグループによる以前の研究でも.益気活血薬であるアンジェリカ強壮血湯が心筋虚血を改善し.血管新生を促進することが示されている。 虚血や低酸素の刺激下では.心筋細胞や血管内皮細胞はダメージを受け.身体は細胞の増加や血管の増加を促進することでダメージを改善する防御機構を開始するが.局所的ではあるが緊急対応では広い範囲のダメージを救うことはできない。 細胞のシグナル伝達機構を調節し.新生血管形成を促進する成長・増殖シグナルを開始することで.有益な気と血液を増やす薬は.身体の修復に対する抵抗力を高め.自己修復能力を超える損傷に対して協力することが期待できる。 新しい血管新生因子とそのシグナル伝達機構の研究は.発生生物学や細胞生物学の基礎的なテーマであるだけでなく.ヒトの病気のほとんどが血液循環や新血管新生に関係していると言えることから.臨床的にも重要な意味を持っている。 しかし.血管新生の促進や抑制が腫瘍の退縮に影響するのか.同時に虚血性心筋連鎖の成熟に影響するのかという問題は.依然として難しい研究分野である。 これらの研究は比較的予備的なものではあるが.急速に進展しており.様々な疾患の効果的な治療のための新しいアイデアを提供してくれるに違いない。