1240
日 内 分 泌 会 誌,(Folia
総
Endocrinol.)68.
1240∼1248.
1992
説 血圧調節 ホルモ ンの分泌 と細胞性作用機序 東 北 大 学 医 学 部 病 態 液 性 調 節 学1),同 第2内 科 教 授2)
阿
Mechanism
部
of Renin
高
Release
Takaaki 1)Department 2)the Second
system
revealed
that
prostaglandins
of an isolated
renin
release
(2) Angiotensin
(ang)
afferent
receptor
(ATI
Through
the cellular
smooth
R) cDNA has indicated action,
Key words : renin release,
Regulation and
University School of Medicine
important
progress
by
role
in
in our study
cytosolic muscle
NaC1 exposure
modulate
cardiovascular
of renin
release
as
the presumed
angiotensin
macula densa
(MD)
to MD . Furosemide
,
its function.
free calcium
cells.
ang II has been reported
macula densa,
II
ABE 2)
artery with or without
is regulated
II increases
in vascular
an
of Angiotensin
II.
(PGE2 and PGI2) and adenosine
inositolphosphates
Keishi
plays
志2)
Action
Tohoku
the recent
action of angiotensin
圭
ogy and Hormonal
of Internal Medicine,
(RA)
(1) Microdissection has
ABE 1) and
Here , we have described
well as the cellular
部
and Cellular
of Clinical Biol
Department
Renin - angiotensin homeostasis.
明1),阿
Deduced
and induces protein
the formation
structure
link of AT' - R with phospholipase to regulate
gene expression
of
of ang II C.
.
II receptor , smooth muscle cells
は じめ に レニ ン― ア ン ギ オ テ ン シ ン(RA)系
は 生 理 活 性 の あ る ア ン ギ オ テ ン シ ンIIを 産 生 し,心 血 管 系
ホ メ オ ス タ シ ス や ナ トリ ウ ム バ ラ ン ス の 調 節 に重 要 な役 割 を 果 た して い る 。 レニ ンの 研 究 は1898年TigerstedtとBergnann を 認 め,そ
1)が腎 組 織 の 生 理 食 塩 水 抽 出 物 に 著 明 な 昇 圧 反 応
の有 効 成 分 を レ ニ ン と 命 名 した こ と に は じま る 。 そ の 後 の 研 究 で 血 圧 の 上 昇 を 引 き起 こ
す 物 質 は レ ニ ン 自身 で は な く レ ニ ン に よ っ て 産 生 され る ア ン ギ オ テ ン シ ンで あ る こ と が 明 か と な っ た 。 す な わ ち 腎 臓 で 生 合 成 ・分 泌 され る レニ ン は 循 環 血 流 内 に 入 り,肝 臓 で 産 生 さ れ 血 中 に遊 出 さ れ る ア ン ギ オ テ ン シ ノ ゲ ン に作 用 し デ カ ペ プ チ ドで あ る ア ン ギ オ テ ン シ ンIを 生 成 す る 。 ア ン ギ オ テ ン シ ンIは,肺
内 皮 に存 在 す る ア ン ギ オ テ ン シ ン変 換 酵 素(ACE)で
ア ン ギ オ テ ン シ ンIIに 更
に変 換 さ れ る。 こ の ア ン ギ オ テ ン シ ンIIが 各 標 的 器 官 の 膜 上 に存 在 す る ア ン ギ オ テ ン シ ンIIレ セ プ タ ー と結 合 し細 胞 内 に情 報 を伝 達 す る こ と に よ り心 血 管 系 ,腎 臓,副
腎,脳
な ど に お い て 様 々 な働
き を す る 。 ア ン ギ オ テ ン シ ンIIは 強 い 末 梢 血 管 収 縮 作 用 を 有 し昇 圧 を も た ら し,ま た 副 腎 に作 用 し 第68巻
第12号
日
本
内
分
泌
学
会
雑
誌
1241
て ア ル ドス テ ロ ン の 分 泌 を 刺 激 す る。 この レ ニ ン の 腎 内 で の 産 生 部 位 を 同 定 す るた めHartroft 作 成 した レニ ン抗 体 を用 い,蛍
光 抗 体 法 で 糸 球 体 細 胞 内 に レニ ン を 同 定 し,レ ニ ン が輸 入 細 動 脈 壁
の 傍 糸 球 体(juxtaglomerular:JG)細 ら の レニ ン分 泌 がRA系 れ,更
2)らが イ ヌ の レニ ン を ウ サ ギ に 注 射 して
胞 で 産 生 され る こ と が 明 らか に な っ た 。 こ の よ う に 腎 臓 か
全 体 の 律 速 段 階 と な る た め,そ
に レ ニ ン活 性 や レニ ン濃 度 の 測 定 法 が 開 発 さ れ,そ
の 分 泌 調 節 に 関 す る研 究 が 古 くか らな さ れ を 用 い て レニ ン分 泌 機 序 が 詳 細 に 研 究
され る よ う に な っ た 。 ま た ア ン ジ オ テ ン シ ンIIの 作 用 機 序 に つ い て は 細 胞 レベ ル で の 解 明 が進 ん で い る。 本 稿 で は レ ニ ン 分 泌 の 細 胞 性 機 序 とRA系
の 主 要 ホ ル モ ン の ア ソ ギ オ テ ン シ ンIIの 細 胞 性 作 用
機 序 に つ い て 最 近 の ア ン ギ オ テ ン シ ンIIレ セ プ タ ー の 分 子 生 物 学 的 知 見 を 含 め述 べ る。 I.レ
ニ ン分 泌 に つ い て
従 来 よ り腎 のJG細
胞 か ら の レニ ン 分 泌 を 調 節 す る 因 子 と して 大 き く分 け て 次 の4機 構 が 考 え ら
れ て い る。 (1)糸 球 体 輸 入 細 動 脈 の 灌 流 圧 ま た は 細 動 脈 壁 張 力 の 変 化 をJG細 節 す る 圧 受 容 体 機 序,(2)Henle係 (密 集 班:マ
ク ラ デ ン サ)が
デ ンサ 機 序,(3)交
胞 が 感 知 して レ ニ ン分 泌 を 調
蹄 上 行 脚 終 末 部 と 遠 位 尿 細 管 と の 境 界 部 に あ る特 殊 な 細 胞 群
そ の 管 腔 内 液 のNaCl負
荷 量 を 感 知 して レニ ン 分 泌 を 調 節 す るマ ク ラ
感 神 経 の 末 端 が 傍 糸 球 体 装 置 に 分 布 して お り,β 受 容 体 刺 激 が レニ ン分 泌 を 調
節 す る交 感 神 経 機 序,(4)ア
ン ギ オ テ ン シ ンII,ア
デ ノ シ ンな ど の ホ ル モ ン(情 報 伝 達 系)な
どが
直 接 関 与 す る機 序 な ど の 調 節 機 序 の 関 与 が 広 く報 告 され て い る。 しか し一 つ の 機 序 を 他 の もの か ら 完 全 に 単 離 して 研 究 を行 う こ と は 困 難 で あ り,腎 切 片 や 単 離 灌 流 糸 球 体,腎
皮質細 胞 浮遊液 などを
用 い た 実 験 モ デ ル が 用 い ら れ て い る。 筆 者 ら は 単 離 し た輸 入 細 動 脈 を使 用 して レニ ン分 泌 の 研 究 を 行 っ て お り我 々 の 研 究 室 の 業 績 を も と に述 べ る 。 1)マ
ク ラ デ ン サ に よ る レニ ン 分 泌 の 調 節
腎 臓 の 傍 糸 球 体 装 置(juxtaglomerular
apParatus,JGA)は
特 殊 な 尿 細 管 上 皮 細 胞 の 一 群 で あ る マ ク ラ デ ン サ,糸
ヘ ン レの ル ー プ 上 行 脚 末 端 部 に あ る
球 体 輸 入 細 動 脈,輸
出細 動 脈 お よ び 糸 球 体 外
メサ ン ギ ウ ム細 胞 が 緊 密 に接 して つ く られ る特 異 な構 造 を と り,こ の 装 置 は レニ ンを 産 生,分 て 生 体 の 血 圧 を 調 節 す る と と もに 尿 細 管 内 に 濾 過 さ れ たNaC1を
泌 し
感 知 して 輸 入 細 動 脈 を 収 縮,あ
る
い は 弛 緩 させ る こ と で 糸 球 体 濾 過 量 を調 節 して い る と 考 え られ て い る腎 内 分 泌 器 官 で あ る。 中 で も マ ク ラデ ンサ は 古 くか ら尿 細 管 内 液 の 組 成 を感 知 す る と考 え ら れ,マ
ク ラ デ ン サ に お け るNa負
荷
量 の 増 減 が レ ニ ン分 泌 を調 節 す る と言 う考 え が 提 唱 さ れ る と と も に,一 方 で 糸 球 体 機 能 を も調 節 す る と考 え られ て お り こ の機 構 は 尿 細 管 ― 糸 球 体 フ ィ ー ドバ ッ ク機 構(tubuloglomerular TGF)と
feedback,
呼 ば れ て い る。 こ の よ うに マ ク ラデ ン サ は レニ ン分 泌 に 密 接 に関 連 して い る と考 え られ
て き た が,い
ず れ もそ の 技 術 的 な 問 題 点 か ら間 接 的 な証 明 に 留 ま っ て い た 。 最 近,JGAを
剖 法 で 単 離 し,輸 入 細 動 脈,マ
ク ラデ ンサ,ま
微小 解
た そ の両 方 を 同 時 に 微 小 灌 流 して レニ ン分 泌 並 び に
糸 球 体 血 行 動 態 を 直 接 検 討 す る こ と が で き る よ うに な っ た 。 i)基 礎 レニ ン分 泌 に 対 す る 効 果 伊 藤 らは 顕 微 解 剖 法 に よ りマ ク ラ デ ン サ の 基 礎 レニ ン遊 出 に 対 す る影 響 を 調 べ る た め,ウ
サギ輸
入 細 動 脈 単 独 と マ ク ラ デ ンサ 付 随 輸 入 細 動 脈 を 分 離 す る こ と に 成 功 し,そ れ ら の レニ ン分 泌 量 を 比 較 検 討 した 。 そ の 結 果,摂
取 食 塩 量 に 関 わ らず マ ク ラ デ ン サ が 付 随 して い る輸 入 細 動 脈 の 方 が 付 随 第68巻
第12号
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血圧 調 節 ホル モ ンの 分泌 と細 胞性 作 用 機序(阿 部,他1名)
して い な い 輸 入 細 動 脈 に 比 較 して レ ニ ン遊 出 量 が 低 か っ た3)(図1)。 す る レニ ン遊 出 の 割 合 も,マ
同 様 に,組
織 レ ニ ン含 量 に対
ク ラ デ ン サ が 存 在 す る輸 入 細 動 脈 の方 が 低 か っ た 。 こ の こ と は マ ク ラ
デ ン サ が イ ソ キ ュ ベ ー シ ョン溶 液 中 の 高NaC1濃
度 を感 知 し レニ ン遊 出 の 調 節 に抑 制 的 に働 い た と
考 え られ る。 Briggsら
は さ ら にin vitroの 微 小 灌 流 法 を 用 い て レニ ン遊 出 の 大 部 分 の 変 化 は 尿 細 管 腔 内 液 の
生 理 的 範 囲 内NaC1濃
度(20-80mEq/L)で
因 子 は マ ク ラ デ ン サ 内 のNaC1濃 NaC1量
起 こ る こ と を 報 告 し4),レ ニ ン遊 出 を 決 定 す る 主 要 な
度 で あ りマ ク ラ デ ンサ 部 の 血 流 速 度 や マ ク ラ デ ン サ に 到 達 す る
で は な い こ と を 示 した 。
図1.輸
入 細 動脈 単 独(○)と
輸 入細 動 脈 ー マ ク ラデ ンサ複 合体(●)に
る レニ ン基 礎 遊 出率 と組 織 レニ ン含 有量 との 関係 Af:輸 入 細 動 脈 MD:マ
図2.JGA灌
ク ラデ ンサ
流実験
Af-Art:輸
入 細 動 脈GL:糸
Ef-Art:輸
出 細 動 脈MD:マ
ク ラデ ン サ
DCT:遠
位 曲 尿 細 管TAHL:ヘ
ン レル ー プ の 太 い 上 行 脚
第68巻
球体
第12号
おけ
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ま た 伊 藤 ら は 糸 球 体 血 行 動 態 と レニ ン遊 出 と の 関 係 を調 べ る た め 単 離JGAの て(図2)マ
ク ラ デ ンサ が 尿 細 管 腔 内NaCl濃
灌 流実験 系 を用 い
度 を 感 知 して 輸 入 細 動 脈 血 管 動 態 の 制 御 に 関 係 して
い る こ と を 示 し,レ ニ ン分 泌 機 構 に お け るTGFの
関 与 を 示 唆 した5)(図3)。
分 泌 調 節 の た め マ ク ラ デ ンサ で 感 知 さ れ る シ グ ナ ル はNa+で
な くC1で
し か し最 近,レ
ニン
あ るとの報 告 が なされ注 目
さ れ る6)。
図3.高NaClMD灌
流 液 に よ るAf-Artの
収 縮 お よび フ ロセ ミ
ドに よ る収 縮 阻 止 L:低NaClマ
ク ラ デ ン サ 灌 流 液 時F:フ
H:高NaClマ
クラ デ ンサ灌 流 液 時
ii)プ ロ ス タ グ ラ ン デ ィ ン(PG)と
ロセ ミ ド
の関係
JG細 胞 か らの レ ニ ン遊 出 は ア ラ キ ド ン酸 代 謝 物 で 影 響 を受 け る こ と が 報 告 さ れ て い る7)∼10)。 腎 に お け るPG産 Henle係
生 局 在 は 血 管 系,糸
球 体 メ サ ン ギ ウ ム 細 胞,集
合 管 尿 細 管,髄
質 問 質 細 胞,
蹄 上 行 脚 で あ る と報 告 され て お り,な か で も血 管 系 で はPGI、 が 主 に 産 生 され,こ
れ に対
して 尿 細 管 や 髄 質 問 質 細 胞 で 産 生 さ れ る の は殆 ど がPGE、 で あ る と さ れ て い る。 マ ク ラ デ ン サ の な い 単 離 輸 入 細 動 脈(JG細
胞 を 含 む)を
用 い た 実 験 系8)10)では,ア
ラキ ドン酸 の
投 与 に よ り輸 入 細 動 脈 か らの レニ ン遊 出 は 亢 進 した 。 これ は輸 入 細 動 脈 の 段 階 で ア ラキ ドン酸 代 謝 が 起 こ り レ ニ ン遊 出 を 亢 進 さ せ た た め と 考 え られ る。 こ の レニ ン遊 出 の 亢 進 は,PGI、 特 異 的 阻 害 剤 で あ る9,11-azoprosta-5,13-dienoicacid(azo ア ラ キ ドン酸 か らはPGI2とPGE2が
生 成 さ れ る が,こ
analog
の生 合成 を
1)の 前 処 理 で 消 失 し た 。
の こ と か ら ア ラ キ ド ン酸 に よ る レ ニ ン遊 出 亢
進 を 担 うの はPGI、 で あ ろ うと 考 え られ る。 最 近,PGI,の
代 謝 産 物 で あ る6-keto-PGE1がPGI2と
同 様 の 血 管 拡 張 作 用 を 持 ち,PGI、
で あ る こ と が 報 告 さ れ て い る。 我 々 の 実 験 成 績 で は6-keto-PGE、 を 亢 進 させ た10)。同 様 の 報 告 が ウ サ ギ 腎 皮 質 切 片,ラ 認 され て い る 。 この よ う に,6-keto-PGE、
よ り安 定
は 輸 入 細 動 脈 か らの レ ニ ン遊 出
ッ ト単 離 灌 流 腎 お よ びin vivoに
お い て も確
は 外 因 性 に投 与 す る と 強 い レニ ン遊 出 刺 激 作 用 を 発 揮
す る こ とが 明 ら か と な っ た 。 第68巻
第12号
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一方
血圧 調 節 ホル モ ンの 分泌 と細 胞性 作 用 機序(阿 部,他1名)
,主
と して 尿 細 管 や 髄 質 問 質 細 胞 で 産 生 さ れ るPGE,を
単 離 輸 入 細 動 脈 と 単 離 輸 入 細 動 脈+
マ ク ラ デ ンサ に 作 用 させ た と こ ろ,単 離 輸 入 細 動 脈 に お い てPGE,は マ ク ラ デ ン サ を 含 む 輸 入 細 動 脈(JG細 加 した9)。 こ の よ う にPGE2は
胞 を 含 む)をPGE,で
レニ ン遊 出 を 全 く増 強 させ ず ,
刺 激 す る と ,レ ニ ン遊 出 率 は 有 意 に増
マ ク ラ デ ン サ を持 た な い 単 離 糸 球 体 や 輸 入 細 動 脈 で は レ ニ ン遊 出 に
影 響 し な い が,細 動 脈 一 マ ク ラデ ンサ 両 者 の 場 合 に の み レニ ン遊 出 を 亢 進 さ せ る 。こ の こ と はPGE, が マ ク ラ デ ン サ の レ ニ ン遊 出 作 用 に 関 与 して い る こ とを 示 唆 す る。 腎 で は 糸 球 体 を 含 む 血 管 系,髄 質 問 質 細 胞,集 者 は 主 にPGE2を
合 管 細 胞 でPGの
生 合 成 が 見 られ,こ
の う ち血 管 系 は 主 にPGI,を
生 合 成 して い る こ と が 示 さ れ て お り,各 組 織 で の 特 異 的PGの
合 成 し,後
の二
産 生 が レ ニ ン遊 出
調 節 お よ び 腎 ・尿 細 管 機 能 の 調 節 に 重 要 な役 割 を 果 た して い る も の と考 え られ る。 更 に ル ー プ利 尿 剤 は,Henle係
蹄 上 行 脚 でNaC1の
能 動 輸 送 を 阻 害 し利 尿 を起 こ す こ と が知 ら れ
て お り,同 時 に レニ ン遊 出 を 刺 激 す る こ と が 認 め ら れ て い る。 こ の ル ー プ 利 尿 剤 に よ る レニ ン遊 出 の 亢 進 に は 種 々 の 機 序 が 関 与 して い る と され て お り,マ あ る と 考 え ら れ て い る 。Vanderら ンサ に お け るNaC1の
ク ラ デ ン サ 機 序 もそ の 重 要 な も の の1つ で
は 麻 酔 下 の イ ヌ を 用 い た 実 験 に 基 づ き,フ
ロ セ ミ ドは マ ク ラ デ
能 動 輸 送 を 直 接 抑 制 す る こ と に よ り レ ニ ン遊 出 を亢 進 させ る と の 仮 説 を 立 て
た11)。筆 者 ら の顕 微 微 小 解 剖 法 の 実 験 モ デ ル に お い て フ ロ セ ミ ドの 作 用 を 検 討 した と こ ろ ,輸 入 細 動 脈 単 独 に投 与 して も レニ ン遊 出 に は 全 く影 響 を及 ぼ さな か っ た 。 一 方 マ ク ラ デ ン サ が 存 在 す る場 合 は 著 明 に レニ ン遊 出 を 亢 進 さ せ る こ と が 示 さ れ た9) 。 この 観 察 結 果 は,フ
ロ セ ミ ドの レニ ン遊 出 刺 激 作 用 に マ ク ラ デ ンサ の果 た す 役 割 が 不 可 欠 で あ る こ と を 示 す
最 初 の 直 接 的 な証 拠 と 考 え られ る。 2)ア デ ノ シ ン ア デ ノ シ ンは 腎 臓 内 の 組 織 で 生 成 され,腎 な影 響 を 及 ぼ す 。NaC1が
増 加 し てNa輸
血 流 量 と そ の 分 布 ,糸 球 体 濾 過 率,レ
送 が 増 加 す る と ,ATPの
ニ ン遊 出 に 大 き
分 解 が 亢 進 し,AMPの
増加 と
ア デ ノ シ ン の 生 成 が 起 こ る 。 腎 内 で 生 成 され た ア デ ノ シ ン は レ ニ ン遊 出 調 節 に重 要 な 役 割 を 果 た し て い る と の報 告 が な され て い る12)。筆 者 ら は ア デ ノ シ ン と ア デ ノ シ ン受 容 体 拮 抗 薬 の テ オ フ ィ リ ン が レ ニ ン遊 出 に及 ぼ す 影 響 を 調 べ た 。 輸 入 細 動 脈 単 独 に ア デ ノ シ ン を に 加 え た 場 合 有 意 に減 少 した 。 しか し,マ
,レ
ニ ン遊 出 は
ク ラ デ ンサ の 付 随 した輸 入 細 動 脈 に投 与 して も え て も レニ ン遊 出 に 変
化 は 認 め ら れ な か っ た 。 これ は イ ン キ ュベ ー シ ョン液 の 高NaCl濃 多 量 の ア デ ノ シ ンが 生 成 さ れ,こ
度 に反 応 して,マ
クラデ ンサで
の 内 因 性 に生 成 さ れ た ア デ ノ シ ンが レニ ン遊 出 を 抑 制 し,マ
クラ
デ ンサ が 付 随 して い な い 時 よ り も付 随 して い る 時 の 方 が低 い基 礎 レニ ン遊 出 を 惹 き起 こ して い る と 考 え ら れ た 。 次 に マ ク ラ デ ン サ存 在 下 で の 低 レニ ン遊 出 が ア デ ノ シ ン の 高 レベ ル に よ る も の で あ る か ど うか を 検 討 す る た め,ア
デ ノ シ ン受 容 体 は 遮 断 す る が ホ ス ホ ジ エ ス テ ラー ゼ は 阻 害 しな い 濃 度
の テ オ フ ィ リ ン を 加 え た と こ ろ,テ
オ フ ィ リ ンは マ ク ラ デ ン サ が 付 随 して い る時 の み レ ニ ン遊 出 を
亢 進 さ せ マ ク ラ デ ン サ の レニ ン抑 制 作 用 は 消 失 した 。 こ れ ら は,マ さ れ,こ
の ア デ ノ シ ン がJG細
胞 へ 伝 え られ,レ
ク ラデ ンサ で ア デ ノ シ ンが 生 成
ニ ン遊 出 を 抑 制 す る可 能 性 の あ る こ と を 示 唆 して
い る も の で あ る。 II.ア
ン ギ オ テ ン シ ンII
1)細 胞 性 作 用 機 序 ア ン ギ オ テ ン シ ンIIの 標 的 器 官 と して は 主 と して 血 管 平 滑 筋 ,副 腎,腎
臓,肝
臓,脳
な どが挙 げ
ら れ る。 血 管 平 滑 筋 や 副 腎 に お い て は ア ン ギ オ テ ン シ ンIIは 細 胞 膜 表 面 の レセ プ ター に 結 合 し前 者 第68巻
第12号
日 で は 血 管 平 滑 筋 の 収 縮,後
本
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分
泌
学
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雑
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者 で は ア ル ドス テ ロ ンの 生 合 成 を 刺 激 す る。 副 腎 皮 質 に お い て は ア ン ギ
オ テ ン シ ンIIが 細 胞 膜 の イ ノ シ トー ル 燐 酸 代 謝 を 刺 激 し細 胞 内 カ ル シ ウ ム を 動 員 し ま たCキ
ナー
ゼ を 活 性 化 す る こ とが 知 られ て お り,こ れ らの シ グ ナ ル が 副 腎 皮 質 に お い て 効 果 を発 揮 して い る13) 。 著 者 ら は 培 養 血 管 平 滑 筋 細 胞 を用 い て 主 と して ア ン ギ オ テ ン シ ンIIの 細 胞 内 イ ノ シ トー ル 燐 酸 と カ ル シ ウ ム の 関 連 を 調 べ た14)。ま ず レー ザ ー 蛍 光 顕 微 鏡 を用 い 細 胞 内 カ ル シ ウ ム 貯 蔵 部 位 の 局 在 部 位 をfura-2を
用 い て 観 察 した 。 更 に 細 胞 外 カ ル シ ウ ム を 除 去 した 条 件 下 で 血 管 収 縮 ホ ル モ ン で 刺 激
す る と一 過 性 の 細 胞 内 カ ル シ ウ ム の 増 加 が認 め られ る こ とか ら こ の カ ル シ ウ ム の 動 員 は 細 胞 内 カ ル シ ウ ム 貯 蔵 部 位 か らの カ ル シ ウ ム放 出 に よ る こ と が 示 唆 さ れ た 。 他 の 組 織 に お い て は こ の ホ ル モ ン に よ る カ ル シ ウ ム の動 員 は イ ノ シ トー ル 三 燐 酸 に よ る も の で あ る と示 され て お り,我 々 も血 管 平 滑 筋 で 同様 の こ と を 確 認 した(図4,5)。
更 に 高 速 液 体 ク ロ マ トグ ラ フ ィー に よ る解 析 に よ り イ ノ シ
トー ル 三 燐 酸 の 代 謝 も細 胞 内 カ ル シ ウ ム 動 員 に 関 与 す る こ と が 示 唆 さ れ た 。 ア ンギ オ テ ン シ ン の 投 与 に よ り細 胞 内 カ ル シ ウ ム は 著 明 に 増 加 した 。 ま た ア ン ギ オ テ ン シ ンIIに よ る カ ル シ ウ ム 動 員 は カ ル シ ウ ム 拮 抗 剤 で は 受 け な か っ た こ と か ら,ア
ン ギ オ テ ン シ ンIIは 電 位 依 存 性 カ ル シ ウ ム チ ャ ン ネ
ル とは 関 連 して い な い と考 え られ た 。 こ の こ とか ら も,ア
ンギ オ テ ン シ ン の 細 胞 内 カ ル シ ウ ム増 加
に は 細 胞 内 部 に お げ る カ ル シ ウ ム 動 員 が 関 与 して い る と 考 え られ る。 更 に ア ン ギ オ テ ン シ ンIIに よ る イ ノ シ トー ル 燐 酸 代 謝 はCキ
ナ ー ゼ を 活 性 化 す る機 構 と も 共 役 し,Cキ
の 細 胞 性 機 構 を 示 す も の と 考 え られ る。 そ の
ナ ー ゼ 活 性 に よ り種 々
一 つ と して 転 写 因 子 の 一 つ で あ るAP1を
調 節 に 関 与 す る 可 能 性15)16)や 細 胞 内 カ ル シ ウ ム と 同 調 してPGの
生 合 成 を 刺 激 す る こ と17)が示 さ れ
てい る。
図4.血
管 平 滑 筋 に お け るア ンギ オテ ンシ ンIIの 細 胞 内 カ ル シ ウム増 加 作用
図5.血
管 平 滑 筋 に お け る ア ン ギ オ テ ン シ ンIIの イ ノ シ トー ル燐 酸 生 合成
第68巻
第12号
介 して 転 写
1246
血 圧 調節 ホル モ ンの分 泌 と細 胞 性作 用 機 序(阿 部,他1名)
2)ア
ンギ オ テ ン シ ンIIレ セ プ タ ー
近 年 の 分 子 生 物 学 の 著 しい 進 歩 と共 にRA系 る レ ニ ン,ア
も ま た そ の 対 象 と され,そ
ン ギ オ テ ン シ ノ ゲ ン,ACEのcDNA構
れ ぞ れの構 成 要 素で あ
造 が 明 ら か に され て き た 。
ア ン ギ オ テ ン シ ンIIレ セ プ タ ー は 薬 理 学 的 に は2つ に 大 別 され る。1つ はAT1レ れ る もの で 特 異 的 非 ペ プ チ ド拮 抗 剤 で あ るDu753(MK954)に も う 一 つ はAT2レ PD123177に
高 度 に親 和 性 を 持 つ タ イ プ で あ り,
セ プ タ ー と 呼 ば れ ペ プ チ ド性 拮 抗 剤CGP421122Aや
親 和 性 を 示 す 。AT1レ
セ プ ター と 呼 ば
非 ペ プ チ ド拮 抗 剤 の
セ プ タ ー は 腎 メ サ ン ギ ウ ム 細 胞 で は ホ ス ホ リパ ー ゼCに
カ ップ
ル す る の に 対 して 尿 細 管 上 皮 で は ア デ ニ レー トシ ク ラ ー ゼ を 抑 制 す る 働 き が あ る。 一 方AT2レ プ ター はAT1レ
セ プ タ ー と異 な りG蛋
造 も異 な る と 考 え ら れ る 。 ま たAT、 クGMPレ DTTに
セ
白 と は カ ッ プ ル しな い と考 え られ て お り,お そ ら くそ の 構 レセ プ タ ー は 新 生 児 ラ ツ トの ニ ュ ー ロ ン に お い て サ イ ク リ ッ
ベ ル を 下 げ る働 きが あ る と の報 告 も あ るが 未 だ 明 ら か で は な い 。 更 にAT、 レ セ プ タ ー は よ り失 活 す るがAT、
レセ プ ター は 失 活 しな い 。 お の お の の レ セ プ タ ー の 分 布 は 組 織 並 び に
種 族 間 で 著 し く異 な る。AT1レ
セ プ タ ー は 血 管 平 滑 筋 並 び に 副 腎 球 状 層 細 胞 に 主 に 分 布 し,AT、
セ プ タ ー は ラ ッ ト副 腎 髄 質,子
宮 あ る い はPC12細
幼 若 期 に お い て 副 腎 皮 質 や 大 脳,更
レ
胞 に 多 く分 布 して い る 。 更 に ラ ツ トに お い て は,
に げ っ し類 の 胎 児 皮 膚 並 び に 骨 格 筋 に も― 一過 性 の 発 現 が認 め ら
れ る こ と か ら ア ン ギ オ テ ン シ ソIIの 持 つ 発 達 に お け る 作 用 と の 関 連 が 示 唆 さ れ る。 最 近2つ の グル ー プ か ら ほ ぼ 同 時 にexpression のcDNA構
cloningの
方 法 を用 い て そ の うちAT1レ
セプ ター
造 が 明 ら か に な っ た18)19)。Inagamiら の グ ル ー プ は 牛 副 腎 培 養 細 胞 か ら,Murphyら
ラ ッ ト大 動 脈 血 管 平 滑 筋 由 来 のcDNAを ら な りhydropathy
analysisか
らG蛋
白 に カ ッ プ ル す る レセ プ タ ー に 共 通 の 構 造 で あ る7回 膜 貫 通
領 域 を 持 つ こ と が 明 らか と な っ た 。bindingassayに トで あ るPD123177に
は
単 離 し た 。 これ らの レセ プ タ ー は ど ち ら も359ア ミ ノ酸 か
対 して は 結 合 せ ず,ど
よ っ て,AT,レ
セ プ ター に選択 的 な ア ゴニ ス
ち らの ク ロ ー ソ も薬 理 学 的 に はAT、 レ セ プ タ ー の プ ロ
フ ァ イ ル の み を 示 した 。AT、レセ プ タ ー に つ い て は 現 在 そ の ク ロー ニ ン グ が進 行 中 で あ る。ま たAT、 レセ プ タ ー の サ ブ タ イ プ が い くつ か 報 告 さ れ て い る20)21)。 最 近AT、
レセ プ タ ー の ゲ ノ ム 遺 伝 子 も ク
ロー ニ ン グ さ れ そ の 構 造 が 明 ら か と な っ た22)23)。 更 に5'上 流 領 域 の 構 造 も 明 らか と な り転 写 調 節 の 研 究 が 進 み つ つ あ る22)。 おわ りに 血 圧 調 節 ホ ル モ ン と して の レニ ン ー ア ン ギ オ テ ン シ ン系 に つ い て,腎 序 を 当 研 究 室 の デ ー タ を 中 心 に述 べ,更
臓 か らの レ ニ ン遊 出 作 用 機
に 最 近 そ の 一 次 構 造 が 明 らか に な っ た ア ン ギ オ テ ン シ ンII
受 容 体 に つ い て 概 説 した 。 近 年 の 分 子 生 物 学 的 研 究 と腎 生 理 学 と の 連 携 が これ か ら一 つ の重 要 な 問 題 と考 え ら れ る。 文
1) Tigerstedt
R. and Bergmann
献
P.G.:
Niere
and Kreislauf.
Scand.
Arch.
Physiol.
1898;
8: 223 2) Hartroft of renin:
P.M. , Sutherland further
passive transfer 3)
Ito
S.
and
studies
L.E. with
of antirenin. Caretero
0.A.:
and Jartroft the
W.S.
fluorescent
: Juxtaglomerular antibody
cells as the source
technique
and the
effect
of
Can. Med. assoc. J. 1964; 90: 163. Role
of the
第68巻
macula
第12号
densa
in
renin
release.
1985;
日
本
内
分
泌
学
会
雑
誌
1247
Hypertension 7(Supple I) : 149-151 4) Skott 0.
and Briggs J.P. : Direct demonstration
of macula densa-mediated
renin
secretion. 1987; Science 237: 1618-1620 5) Ito S. and Carretero 0.A. : An in vitro approach to the study of macula densa- mediated gulomerular hemodynamics. Kidney Int. 1990; 38: 1206-121 6) Weihprecht H. , Schnermann J. and Briggs J.P. : Characterization
of the macula densa
for renin secretion. Kidney Int. 1989; 37: 357 7) Ito S. , Carretero
0.A.
and Murray
R.D. : Renin release from isolated
affferent
arterioles. Kidney Int. 1985; 27: 762-767 8)
阿 部 圭 志,千
葉
知,伊
藤 貞 嘉:レ
ニ ンー ア ン ギ オ テ ン シ ンー ア ル ドス テ ロ ン系 と カ リ ク レ イ
ン ー キ ニ ン ー プ ロ ス タ グ ラ ン ジ ン系 と の 関 係.レ
ニ ン と 高 血 圧,国
府 達 郎,山
本 研 二 郎 編 集,
メ デ ィ カ ル ト リ ビ ュ ン社,1986;522頁 9)
伊 藤 貞 嘉,阿
部 圭 志,尾
股
健:レ
ニ ン遊 出 の 密 集 班 機 構 と プ ロ ス タ グ ラ ン ジ ン.日
腎誌
1988;30:85-90
10) Ito S. , Carretero 0.A.
and Abe K. : Effect of prostanoids on renin release from rabbit
afferent arterioles with and without macula densa. Kidney Int. 1989; 35: 1138-1144 11) Vander A.J. and Carlson J.: Mechanism of the effects of furosemide on renin secretion in anesthetized dogs. Circ. Res. 1969; 25: 145-152 12) Spielman W.S.
and Thomas R.A. : A proposed role for adenosine in the regulation of
renal hemodynamics and renin release. Am. J. Physiol. 1982; 242: F423-435 13) Kojima I. , Kojima K. , Kreutter
D. and Rasmussen H. : The temporal integration
of
aldosterone secretory response to angiotensin occurs via two intracellular pathways. J. Biol. Chem. 1984; 259: 14448-14457 14) Takeuchi K. , Abe K. , Yasujima M. , Sato M. , Maeyama K. , Watanabe T. , Sato S. , Inaba H. and Yoshinaga K.:
Phosphoinositide
hydrolysis and calcium mobilization
induced by vasopressin and angiotensin II in cultured vascular smooth muscle cells. Tohoku J. Exp. Med. 1992; 166: 107-12 15) Takeuchi K. , Nakamura N. , Cook N.S. , Pratt R.E. and Dzau V.J. : Angiotensin II can regulate
gene expression
by the AP -1 binding sequence via a protein kinase
C- dependent pathway. Biochem. Biophys. Res. Comm. 1990; 172: 1189-1194 16) Takeuchi K. , Pratt R.E.
and Dzau V.J. : Angiotensin II regulation of human renin
gene expression via AP -1 binding site. Clin. Res. 1991; 39: 349A 17) Takeuchi K. , Abe K. , Maeyama K. , Yasujima M. , Sato M. , Watanabe Yoshinaga
K.:
Simultaneous
measurements
of cytosolic
free calcium
T and
level and
prostaglandin synthesis reveal a correlation between them in perfused monolayer of cultured vascular smooth muscle cells: effects of bradykinin and angiotensin II. Tohoku J. Exp. Med. 1991; 165: 183-192 18) Sasaki K. , Yamano Y. , Bardham S. , Iwai N. , Murray J.J. , Hasegawa M. , Matsuda Y. and Inagami T.: Cloning and expression of a complimentary DNA encoding a bovine 第68巻
第12号
1248
血圧 調 節 ホル モ ンの分 泌 と細 胞性 作 用機 序(阿 部,他1名)
adrenal angiotensin 19) Murphy Isolation
II type-1
T.J. , Alexander
receptor.
R.W.
of a cDNA encoding
1991; Nature
, Griendling the vascular
351: 230-233
K.K. , Runge type-1
M.S.
angiotensin
and Bernstein
II receptor.
Nature
K.K.
:
1991;
351: 233-236 20) Sandberg
K. , Ji H. , Clark A.J.L.
of a novel angiotensin
receptor
21) Kakar S.S. , Sellers type -1 receptor Biochem. 22) Takeuchi
23) Langford
cDNAs:
T.J.
K. , Frenzel
, Nakamura
K. , Martin receptor.
and expression
1992; 267: 9455-9458
L.C.
and Neill J.D. : Angiotensin
tissue expression
and hormonal
II
regulation.
1992; 183: 1090-1096
AT1 angiotensin
of the rat angiotensin
J. Biol. Chem.
differential
Res. Comm.
K. , Murphy
the rat vascular
subtype.
H. and Catt K.J. : Cloning
J.C. , Devor D.C. , Musgrove
subtype
Biophys.
, Shapira
Y. and Alexander
II gene.
Hypertension
B.M.
and Bernstein
Biochem.
第68巻
Biophys.
第12号
R.W. : Molecular
cloning
1992; 20:411 K.E.
: The genomic
Res. Comm.
organization
1992; 183: 1025-1032
of
日 内 分 泌 会 誌,(Folia
総
Endocrinol.)68.
1240∼1248.
1992
説 血圧調節 ホルモ ンの分泌 と細胞性作用機序 東 北 大 学 医 学 部 病 態 液 性 調 節 学1),同 第2内 科 教 授2)
阿
Mechanism
部
of Renin
高
Release
Takaaki 1)Department 2)the Second
system
revealed
that
prostaglandins
of an isolated
renin
release
(2) Angiotensin
(ang)
afferent
receptor
(ATI
Through
the cellular
smooth
R) cDNA has indicated action,
Key words : renin release,
Regulation and
University School of Medicine
important
progress
by
role
in
in our study
cytosolic muscle
NaC1 exposure
modulate
cardiovascular
of renin
release
as
the presumed
angiotensin
macula densa
(MD)
to MD . Furosemide
,
its function.
free calcium
cells.
ang II has been reported
macula densa,
II
ABE 2)
artery with or without
is regulated
II increases
in vascular
an
of Angiotensin
II.
(PGE2 and PGI2) and adenosine
inositolphosphates
Keishi
plays
志2)
Action
Tohoku
the recent
action of angiotensin
圭
ogy and Hormonal
of Internal Medicine,
(RA)
(1) Microdissection has
ABE 1) and
Here , we have described
well as the cellular
部
and Cellular
of Clinical Biol
Department
Renin - angiotensin homeostasis.
明1),阿
Deduced
and induces protein
the formation
structure
link of AT' - R with phospholipase to regulate
gene expression
of
of ang II C.
.
II receptor , smooth muscle cells
は じめ に レニ ン― ア ン ギ オ テ ン シ ン(RA)系
は 生 理 活 性 の あ る ア ン ギ オ テ ン シ ンIIを 産 生 し,心 血 管 系
ホ メ オ ス タ シ ス や ナ トリ ウ ム バ ラ ン ス の 調 節 に重 要 な役 割 を 果 た して い る 。 レニ ンの 研 究 は1898年TigerstedtとBergnann を 認 め,そ
1)が腎 組 織 の 生 理 食 塩 水 抽 出 物 に 著 明 な 昇 圧 反 応
の有 効 成 分 を レ ニ ン と 命 名 した こ と に は じま る 。 そ の 後 の 研 究 で 血 圧 の 上 昇 を 引 き起 こ
す 物 質 は レ ニ ン 自身 で は な く レ ニ ン に よ っ て 産 生 され る ア ン ギ オ テ ン シ ンで あ る こ と が 明 か と な っ た 。 す な わ ち 腎 臓 で 生 合 成 ・分 泌 され る レニ ン は 循 環 血 流 内 に 入 り,肝 臓 で 産 生 さ れ 血 中 に遊 出 さ れ る ア ン ギ オ テ ン シ ノ ゲ ン に作 用 し デ カ ペ プ チ ドで あ る ア ン ギ オ テ ン シ ンIを 生 成 す る 。 ア ン ギ オ テ ン シ ンIは,肺
内 皮 に存 在 す る ア ン ギ オ テ ン シ ン変 換 酵 素(ACE)で
ア ン ギ オ テ ン シ ンIIに 更
に変 換 さ れ る。 こ の ア ン ギ オ テ ン シ ンIIが 各 標 的 器 官 の 膜 上 に存 在 す る ア ン ギ オ テ ン シ ンIIレ セ プ タ ー と結 合 し細 胞 内 に情 報 を伝 達 す る こ と に よ り心 血 管 系 ,腎 臓,副
腎,脳
な ど に お い て 様 々 な働
き を す る 。 ア ン ギ オ テ ン シ ンIIは 強 い 末 梢 血 管 収 縮 作 用 を 有 し昇 圧 を も た ら し,ま た 副 腎 に作 用 し 第68巻
第12号
日
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1241
て ア ル ドス テ ロ ン の 分 泌 を 刺 激 す る。 この レ ニ ン の 腎 内 で の 産 生 部 位 を 同 定 す るた めHartroft 作 成 した レニ ン抗 体 を用 い,蛍
光 抗 体 法 で 糸 球 体 細 胞 内 に レニ ン を 同 定 し,レ ニ ン が輸 入 細 動 脈 壁
の 傍 糸 球 体(juxtaglomerular:JG)細 ら の レニ ン分 泌 がRA系 れ,更
2)らが イ ヌ の レニ ン を ウ サ ギ に 注 射 して
胞 で 産 生 され る こ と が 明 らか に な っ た 。 こ の よ う に 腎 臓 か
全 体 の 律 速 段 階 と な る た め,そ
に レ ニ ン活 性 や レニ ン濃 度 の 測 定 法 が 開 発 さ れ,そ
の 分 泌 調 節 に 関 す る研 究 が 古 くか らな さ れ を 用 い て レニ ン分 泌 機 序 が 詳 細 に 研 究
され る よ う に な っ た 。 ま た ア ン ジ オ テ ン シ ンIIの 作 用 機 序 に つ い て は 細 胞 レベ ル で の 解 明 が進 ん で い る。 本 稿 で は レ ニ ン 分 泌 の 細 胞 性 機 序 とRA系
の 主 要 ホ ル モ ン の ア ソ ギ オ テ ン シ ンIIの 細 胞 性 作 用
機 序 に つ い て 最 近 の ア ン ギ オ テ ン シ ンIIレ セ プ タ ー の 分 子 生 物 学 的 知 見 を 含 め述 べ る。 I.レ
ニ ン分 泌 に つ い て
従 来 よ り腎 のJG細
胞 か ら の レニ ン 分 泌 を 調 節 す る 因 子 と して 大 き く分 け て 次 の4機 構 が 考 え ら
れ て い る。 (1)糸 球 体 輸 入 細 動 脈 の 灌 流 圧 ま た は 細 動 脈 壁 張 力 の 変 化 をJG細 節 す る 圧 受 容 体 機 序,(2)Henle係 (密 集 班:マ
ク ラ デ ン サ)が
デ ンサ 機 序,(3)交
胞 が 感 知 して レ ニ ン分 泌 を 調
蹄 上 行 脚 終 末 部 と 遠 位 尿 細 管 と の 境 界 部 に あ る特 殊 な 細 胞 群
そ の 管 腔 内 液 のNaCl負
荷 量 を 感 知 して レニ ン 分 泌 を 調 節 す るマ ク ラ
感 神 経 の 末 端 が 傍 糸 球 体 装 置 に 分 布 して お り,β 受 容 体 刺 激 が レニ ン分 泌 を 調
節 す る交 感 神 経 機 序,(4)ア
ン ギ オ テ ン シ ンII,ア
デ ノ シ ンな ど の ホ ル モ ン(情 報 伝 達 系)な
どが
直 接 関 与 す る機 序 な ど の 調 節 機 序 の 関 与 が 広 く報 告 され て い る。 しか し一 つ の 機 序 を 他 の もの か ら 完 全 に 単 離 して 研 究 を行 う こ と は 困 難 で あ り,腎 切 片 や 単 離 灌 流 糸 球 体,腎
皮質細 胞 浮遊液 などを
用 い た 実 験 モ デ ル が 用 い ら れ て い る。 筆 者 ら は 単 離 し た輸 入 細 動 脈 を使 用 して レニ ン分 泌 の 研 究 を 行 っ て お り我 々 の 研 究 室 の 業 績 を も と に述 べ る 。 1)マ
ク ラ デ ン サ に よ る レニ ン 分 泌 の 調 節
腎 臓 の 傍 糸 球 体 装 置(juxtaglomerular
apParatus,JGA)は
特 殊 な 尿 細 管 上 皮 細 胞 の 一 群 で あ る マ ク ラ デ ン サ,糸
ヘ ン レの ル ー プ 上 行 脚 末 端 部 に あ る
球 体 輸 入 細 動 脈,輸
出細 動 脈 お よ び 糸 球 体 外
メサ ン ギ ウ ム細 胞 が 緊 密 に接 して つ く られ る特 異 な構 造 を と り,こ の 装 置 は レニ ンを 産 生,分 て 生 体 の 血 圧 を 調 節 す る と と もに 尿 細 管 内 に 濾 過 さ れ たNaC1を
泌 し
感 知 して 輸 入 細 動 脈 を 収 縮,あ
る
い は 弛 緩 させ る こ と で 糸 球 体 濾 過 量 を調 節 して い る と 考 え られ て い る腎 内 分 泌 器 官 で あ る。 中 で も マ ク ラデ ンサ は 古 くか ら尿 細 管 内 液 の 組 成 を感 知 す る と考 え ら れ,マ
ク ラ デ ン サ に お け るNa負
荷
量 の 増 減 が レ ニ ン分 泌 を調 節 す る と言 う考 え が 提 唱 さ れ る と と も に,一 方 で 糸 球 体 機 能 を も調 節 す る と考 え られ て お り こ の機 構 は 尿 細 管 ― 糸 球 体 フ ィ ー ドバ ッ ク機 構(tubuloglomerular TGF)と
feedback,
呼 ば れ て い る。 こ の よ うに マ ク ラデ ン サ は レニ ン分 泌 に 密 接 に関 連 して い る と考 え られ
て き た が,い
ず れ もそ の 技 術 的 な 問 題 点 か ら間 接 的 な証 明 に 留 ま っ て い た 。 最 近,JGAを
剖 法 で 単 離 し,輸 入 細 動 脈,マ
ク ラデ ンサ,ま
微小 解
た そ の両 方 を 同 時 に 微 小 灌 流 して レニ ン分 泌 並 び に
糸 球 体 血 行 動 態 を 直 接 検 討 す る こ と が で き る よ うに な っ た 。 i)基 礎 レニ ン分 泌 に 対 す る 効 果 伊 藤 らは 顕 微 解 剖 法 に よ りマ ク ラ デ ン サ の 基 礎 レニ ン遊 出 に 対 す る影 響 を 調 べ る た め,ウ
サギ輸
入 細 動 脈 単 独 と マ ク ラ デ ンサ 付 随 輸 入 細 動 脈 を 分 離 す る こ と に 成 功 し,そ れ ら の レニ ン分 泌 量 を 比 較 検 討 した 。 そ の 結 果,摂
取 食 塩 量 に 関 わ らず マ ク ラ デ ン サ が 付 随 して い る輸 入 細 動 脈 の 方 が 付 随 第68巻
第12号
1242
血圧 調 節 ホル モ ンの 分泌 と細 胞性 作 用 機序(阿 部,他1名)
して い な い 輸 入 細 動 脈 に 比 較 して レ ニ ン遊 出 量 が 低 か っ た3)(図1)。 す る レニ ン遊 出 の 割 合 も,マ
同 様 に,組
織 レ ニ ン含 量 に対
ク ラ デ ン サ が 存 在 す る輸 入 細 動 脈 の方 が 低 か っ た 。 こ の こ と は マ ク ラ
デ ン サ が イ ソ キ ュ ベ ー シ ョン溶 液 中 の 高NaC1濃
度 を感 知 し レニ ン遊 出 の 調 節 に抑 制 的 に働 い た と
考 え られ る。 Briggsら
は さ ら にin vitroの 微 小 灌 流 法 を 用 い て レニ ン遊 出 の 大 部 分 の 変 化 は 尿 細 管 腔 内 液 の
生 理 的 範 囲 内NaC1濃
度(20-80mEq/L)で
因 子 は マ ク ラ デ ン サ 内 のNaC1濃 NaC1量
起 こ る こ と を 報 告 し4),レ ニ ン遊 出 を 決 定 す る 主 要 な
度 で あ りマ ク ラ デ ンサ 部 の 血 流 速 度 や マ ク ラ デ ン サ に 到 達 す る
で は な い こ と を 示 した 。
図1.輸
入 細 動脈 単 独(○)と
輸 入細 動 脈 ー マ ク ラデ ンサ複 合体(●)に
る レニ ン基 礎 遊 出率 と組 織 レニ ン含 有量 との 関係 Af:輸 入 細 動 脈 MD:マ
図2.JGA灌
ク ラデ ンサ
流実験
Af-Art:輸
入 細 動 脈GL:糸
Ef-Art:輸
出 細 動 脈MD:マ
ク ラデ ン サ
DCT:遠
位 曲 尿 細 管TAHL:ヘ
ン レル ー プ の 太 い 上 行 脚
第68巻
球体
第12号
おけ
日
本
内
分
泌
学
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雑
誌
1243
ま た 伊 藤 ら は 糸 球 体 血 行 動 態 と レニ ン遊 出 と の 関 係 を調 べ る た め 単 離JGAの て(図2)マ
ク ラ デ ンサ が 尿 細 管 腔 内NaCl濃
灌 流実験 系 を用 い
度 を 感 知 して 輸 入 細 動 脈 血 管 動 態 の 制 御 に 関 係 して
い る こ と を 示 し,レ ニ ン分 泌 機 構 に お け るTGFの
関 与 を 示 唆 した5)(図3)。
分 泌 調 節 の た め マ ク ラ デ ンサ で 感 知 さ れ る シ グ ナ ル はNa+で
な くC1で
し か し最 近,レ
ニン
あ るとの報 告 が なされ注 目
さ れ る6)。
図3.高NaClMD灌
流 液 に よ るAf-Artの
収 縮 お よび フ ロセ ミ
ドに よ る収 縮 阻 止 L:低NaClマ
ク ラ デ ン サ 灌 流 液 時F:フ
H:高NaClマ
クラ デ ンサ灌 流 液 時
ii)プ ロ ス タ グ ラ ン デ ィ ン(PG)と
ロセ ミ ド
の関係
JG細 胞 か らの レ ニ ン遊 出 は ア ラ キ ド ン酸 代 謝 物 で 影 響 を受 け る こ と が 報 告 さ れ て い る7)∼10)。 腎 に お け るPG産 Henle係
生 局 在 は 血 管 系,糸
球 体 メ サ ン ギ ウ ム 細 胞,集
合 管 尿 細 管,髄
質 問 質 細 胞,
蹄 上 行 脚 で あ る と報 告 され て お り,な か で も血 管 系 で はPGI、 が 主 に 産 生 され,こ
れ に対
して 尿 細 管 や 髄 質 問 質 細 胞 で 産 生 さ れ る の は殆 ど がPGE、 で あ る と さ れ て い る。 マ ク ラ デ ン サ の な い 単 離 輸 入 細 動 脈(JG細
胞 を 含 む)を
用 い た 実 験 系8)10)では,ア
ラキ ドン酸 の
投 与 に よ り輸 入 細 動 脈 か らの レニ ン遊 出 は 亢 進 した 。 これ は輸 入 細 動 脈 の 段 階 で ア ラキ ドン酸 代 謝 が 起 こ り レ ニ ン遊 出 を 亢 進 さ せ た た め と 考 え られ る。 こ の レニ ン遊 出 の 亢 進 は,PGI、 特 異 的 阻 害 剤 で あ る9,11-azoprosta-5,13-dienoicacid(azo ア ラ キ ドン酸 か らはPGI2とPGE2が
生 成 さ れ る が,こ
analog
の生 合成 を
1)の 前 処 理 で 消 失 し た 。
の こ と か ら ア ラ キ ド ン酸 に よ る レ ニ ン遊 出 亢
進 を 担 うの はPGI、 で あ ろ うと 考 え られ る。 最 近,PGI,の
代 謝 産 物 で あ る6-keto-PGE1がPGI2と
同 様 の 血 管 拡 張 作 用 を 持 ち,PGI、
で あ る こ と が 報 告 さ れ て い る。 我 々 の 実 験 成 績 で は6-keto-PGE、 を 亢 進 させ た10)。同 様 の 報 告 が ウ サ ギ 腎 皮 質 切 片,ラ 認 され て い る 。 この よ う に,6-keto-PGE、
よ り安 定
は 輸 入 細 動 脈 か らの レ ニ ン遊 出
ッ ト単 離 灌 流 腎 お よ びin vivoに
お い て も確
は 外 因 性 に投 与 す る と 強 い レニ ン遊 出 刺 激 作 用 を 発 揮
す る こ とが 明 ら か と な っ た 。 第68巻
第12号
1244
一方
血圧 調 節 ホル モ ンの 分泌 と細 胞性 作 用 機序(阿 部,他1名)
,主
と して 尿 細 管 や 髄 質 問 質 細 胞 で 産 生 さ れ るPGE,を
単 離 輸 入 細 動 脈 と 単 離 輸 入 細 動 脈+
マ ク ラ デ ンサ に 作 用 させ た と こ ろ,単 離 輸 入 細 動 脈 に お い てPGE,は マ ク ラ デ ン サ を 含 む 輸 入 細 動 脈(JG細 加 した9)。 こ の よ う にPGE2は
胞 を 含 む)をPGE,で
レニ ン遊 出 を 全 く増 強 させ ず ,
刺 激 す る と ,レ ニ ン遊 出 率 は 有 意 に増
マ ク ラ デ ン サ を持 た な い 単 離 糸 球 体 や 輸 入 細 動 脈 で は レ ニ ン遊 出 に
影 響 し な い が,細 動 脈 一 マ ク ラデ ンサ 両 者 の 場 合 に の み レニ ン遊 出 を 亢 進 さ せ る 。こ の こ と はPGE, が マ ク ラ デ ン サ の レ ニ ン遊 出 作 用 に 関 与 して い る こ とを 示 唆 す る。 腎 で は 糸 球 体 を 含 む 血 管 系,髄 質 問 質 細 胞,集 者 は 主 にPGE2を
合 管 細 胞 でPGの
生 合 成 が 見 られ,こ
の う ち血 管 系 は 主 にPGI,を
生 合 成 して い る こ と が 示 さ れ て お り,各 組 織 で の 特 異 的PGの
合 成 し,後
の二
産 生 が レ ニ ン遊 出
調 節 お よ び 腎 ・尿 細 管 機 能 の 調 節 に 重 要 な役 割 を 果 た して い る も の と考 え られ る。 更 に ル ー プ利 尿 剤 は,Henle係
蹄 上 行 脚 でNaC1の
能 動 輸 送 を 阻 害 し利 尿 を起 こ す こ と が知 ら れ
て お り,同 時 に レニ ン遊 出 を 刺 激 す る こ と が 認 め ら れ て い る。 こ の ル ー プ 利 尿 剤 に よ る レニ ン遊 出 の 亢 進 に は 種 々 の 機 序 が 関 与 して い る と され て お り,マ あ る と 考 え ら れ て い る 。Vanderら ンサ に お け るNaC1の
ク ラ デ ン サ 機 序 もそ の 重 要 な も の の1つ で
は 麻 酔 下 の イ ヌ を 用 い た 実 験 に 基 づ き,フ
ロ セ ミ ドは マ ク ラ デ
能 動 輸 送 を 直 接 抑 制 す る こ と に よ り レ ニ ン遊 出 を亢 進 させ る と の 仮 説 を 立 て
た11)。筆 者 ら の顕 微 微 小 解 剖 法 の 実 験 モ デ ル に お い て フ ロ セ ミ ドの 作 用 を 検 討 した と こ ろ ,輸 入 細 動 脈 単 独 に投 与 して も レニ ン遊 出 に は 全 く影 響 を及 ぼ さな か っ た 。 一 方 マ ク ラ デ ン サ が 存 在 す る場 合 は 著 明 に レニ ン遊 出 を 亢 進 さ せ る こ と が 示 さ れ た9) 。 この 観 察 結 果 は,フ
ロ セ ミ ドの レニ ン遊 出 刺 激 作 用 に マ ク ラ デ ンサ の果 た す 役 割 が 不 可 欠 で あ る こ と を 示 す
最 初 の 直 接 的 な証 拠 と 考 え られ る。 2)ア デ ノ シ ン ア デ ノ シ ンは 腎 臓 内 の 組 織 で 生 成 され,腎 な影 響 を 及 ぼ す 。NaC1が
増 加 し てNa輸
血 流 量 と そ の 分 布 ,糸 球 体 濾 過 率,レ
送 が 増 加 す る と ,ATPの
ニ ン遊 出 に 大 き
分 解 が 亢 進 し,AMPの
増加 と
ア デ ノ シ ン の 生 成 が 起 こ る 。 腎 内 で 生 成 され た ア デ ノ シ ン は レ ニ ン遊 出 調 節 に重 要 な 役 割 を 果 た し て い る と の報 告 が な され て い る12)。筆 者 ら は ア デ ノ シ ン と ア デ ノ シ ン受 容 体 拮 抗 薬 の テ オ フ ィ リ ン が レ ニ ン遊 出 に及 ぼ す 影 響 を 調 べ た 。 輸 入 細 動 脈 単 独 に ア デ ノ シ ン を に 加 え た 場 合 有 意 に減 少 した 。 しか し,マ
,レ
ニ ン遊 出 は
ク ラ デ ンサ の 付 随 した輸 入 細 動 脈 に投 与 して も え て も レニ ン遊 出 に 変
化 は 認 め ら れ な か っ た 。 これ は イ ン キ ュベ ー シ ョン液 の 高NaCl濃 多 量 の ア デ ノ シ ンが 生 成 さ れ,こ
度 に反 応 して,マ
クラデ ンサで
の 内 因 性 に生 成 さ れ た ア デ ノ シ ンが レニ ン遊 出 を 抑 制 し,マ
クラ
デ ンサ が 付 随 して い な い 時 よ り も付 随 して い る 時 の 方 が低 い基 礎 レニ ン遊 出 を 惹 き起 こ して い る と 考 え ら れ た 。 次 に マ ク ラ デ ン サ存 在 下 で の 低 レニ ン遊 出 が ア デ ノ シ ン の 高 レベ ル に よ る も の で あ る か ど うか を 検 討 す る た め,ア
デ ノ シ ン受 容 体 は 遮 断 す る が ホ ス ホ ジ エ ス テ ラー ゼ は 阻 害 しな い 濃 度
の テ オ フ ィ リ ン を 加 え た と こ ろ,テ
オ フ ィ リ ンは マ ク ラ デ ン サ が 付 随 して い る時 の み レ ニ ン遊 出 を
亢 進 さ せ マ ク ラ デ ン サ の レニ ン抑 制 作 用 は 消 失 した 。 こ れ ら は,マ さ れ,こ
の ア デ ノ シ ン がJG細
胞 へ 伝 え られ,レ
ク ラデ ンサ で ア デ ノ シ ンが 生 成
ニ ン遊 出 を 抑 制 す る可 能 性 の あ る こ と を 示 唆 して
い る も の で あ る。 II.ア
ン ギ オ テ ン シ ンII
1)細 胞 性 作 用 機 序 ア ン ギ オ テ ン シ ンIIの 標 的 器 官 と して は 主 と して 血 管 平 滑 筋 ,副 腎,腎
臓,肝
臓,脳
な どが挙 げ
ら れ る。 血 管 平 滑 筋 や 副 腎 に お い て は ア ン ギ オ テ ン シ ンIIは 細 胞 膜 表 面 の レセ プ ター に 結 合 し前 者 第68巻
第12号
日 で は 血 管 平 滑 筋 の 収 縮,後
本
内
分
泌
学
会
雑
誌
1245
者 で は ア ル ドス テ ロ ンの 生 合 成 を 刺 激 す る。 副 腎 皮 質 に お い て は ア ン ギ
オ テ ン シ ンIIが 細 胞 膜 の イ ノ シ トー ル 燐 酸 代 謝 を 刺 激 し細 胞 内 カ ル シ ウ ム を 動 員 し ま たCキ
ナー
ゼ を 活 性 化 す る こ とが 知 られ て お り,こ れ らの シ グ ナ ル が 副 腎 皮 質 に お い て 効 果 を発 揮 して い る13) 。 著 者 ら は 培 養 血 管 平 滑 筋 細 胞 を用 い て 主 と して ア ン ギ オ テ ン シ ンIIの 細 胞 内 イ ノ シ トー ル 燐 酸 と カ ル シ ウ ム の 関 連 を 調 べ た14)。ま ず レー ザ ー 蛍 光 顕 微 鏡 を用 い 細 胞 内 カ ル シ ウ ム 貯 蔵 部 位 の 局 在 部 位 をfura-2を
用 い て 観 察 した 。 更 に 細 胞 外 カ ル シ ウ ム を 除 去 した 条 件 下 で 血 管 収 縮 ホ ル モ ン で 刺 激
す る と一 過 性 の 細 胞 内 カ ル シ ウ ム の 増 加 が認 め られ る こ とか ら こ の カ ル シ ウ ム の 動 員 は 細 胞 内 カ ル シ ウ ム 貯 蔵 部 位 か らの カ ル シ ウ ム放 出 に よ る こ と が 示 唆 さ れ た 。 他 の 組 織 に お い て は こ の ホ ル モ ン に よ る カ ル シ ウ ム の動 員 は イ ノ シ トー ル 三 燐 酸 に よ る も の で あ る と示 され て お り,我 々 も血 管 平 滑 筋 で 同様 の こ と を 確 認 した(図4,5)。
更 に 高 速 液 体 ク ロ マ トグ ラ フ ィー に よ る解 析 に よ り イ ノ シ
トー ル 三 燐 酸 の 代 謝 も細 胞 内 カ ル シ ウ ム 動 員 に 関 与 す る こ と が 示 唆 さ れ た 。 ア ンギ オ テ ン シ ン の 投 与 に よ り細 胞 内 カ ル シ ウ ム は 著 明 に 増 加 した 。 ま た ア ン ギ オ テ ン シ ンIIに よ る カ ル シ ウ ム 動 員 は カ ル シ ウ ム 拮 抗 剤 で は 受 け な か っ た こ と か ら,ア
ン ギ オ テ ン シ ンIIは 電 位 依 存 性 カ ル シ ウ ム チ ャ ン ネ
ル とは 関 連 して い な い と考 え られ た 。 こ の こ とか ら も,ア
ンギ オ テ ン シ ン の 細 胞 内 カ ル シ ウ ム増 加
に は 細 胞 内 部 に お げ る カ ル シ ウ ム 動 員 が 関 与 して い る と 考 え られ る。 更 に ア ン ギ オ テ ン シ ンIIに よ る イ ノ シ トー ル 燐 酸 代 謝 はCキ
ナ ー ゼ を 活 性 化 す る機 構 と も 共 役 し,Cキ
の 細 胞 性 機 構 を 示 す も の と 考 え られ る。 そ の
ナ ー ゼ 活 性 に よ り種 々
一 つ と して 転 写 因 子 の 一 つ で あ るAP1を
調 節 に 関 与 す る 可 能 性15)16)や 細 胞 内 カ ル シ ウ ム と 同 調 してPGの
生 合 成 を 刺 激 す る こ と17)が示 さ れ
てい る。
図4.血
管 平 滑 筋 に お け るア ンギ オテ ンシ ンIIの 細 胞 内 カ ル シ ウム増 加 作用
図5.血
管 平 滑 筋 に お け る ア ン ギ オ テ ン シ ンIIの イ ノ シ トー ル燐 酸 生 合成
第68巻
第12号
介 して 転 写
1246
血 圧 調節 ホル モ ンの分 泌 と細 胞 性作 用 機 序(阿 部,他1名)
2)ア
ンギ オ テ ン シ ンIIレ セ プ タ ー
近 年 の 分 子 生 物 学 の 著 しい 進 歩 と共 にRA系 る レ ニ ン,ア
も ま た そ の 対 象 と され,そ
ン ギ オ テ ン シ ノ ゲ ン,ACEのcDNA構
れ ぞ れの構 成 要 素で あ
造 が 明 ら か に され て き た 。
ア ン ギ オ テ ン シ ンIIレ セ プ タ ー は 薬 理 学 的 に は2つ に 大 別 され る。1つ はAT1レ れ る もの で 特 異 的 非 ペ プ チ ド拮 抗 剤 で あ るDu753(MK954)に も う 一 つ はAT2レ PD123177に
高 度 に親 和 性 を 持 つ タ イ プ で あ り,
セ プ タ ー と 呼 ば れ ペ プ チ ド性 拮 抗 剤CGP421122Aや
親 和 性 を 示 す 。AT1レ
セ プ ター と 呼 ば
非 ペ プ チ ド拮 抗 剤 の
セ プ タ ー は 腎 メ サ ン ギ ウ ム 細 胞 で は ホ ス ホ リパ ー ゼCに
カ ップ
ル す る の に 対 して 尿 細 管 上 皮 で は ア デ ニ レー トシ ク ラ ー ゼ を 抑 制 す る 働 き が あ る。 一 方AT2レ プ ター はAT1レ
セ プ タ ー と異 な りG蛋
造 も異 な る と 考 え ら れ る 。 ま たAT、 クGMPレ DTTに
セ
白 と は カ ッ プ ル しな い と考 え られ て お り,お そ ら くそ の 構 レセ プ タ ー は 新 生 児 ラ ツ トの ニ ュ ー ロ ン に お い て サ イ ク リ ッ
ベ ル を 下 げ る働 きが あ る と の報 告 も あ るが 未 だ 明 ら か で は な い 。 更 にAT、 レ セ プ タ ー は よ り失 活 す るがAT、
レセ プ ター は 失 活 しな い 。 お の お の の レ セ プ タ ー の 分 布 は 組 織 並 び に
種 族 間 で 著 し く異 な る。AT1レ
セ プ タ ー は 血 管 平 滑 筋 並 び に 副 腎 球 状 層 細 胞 に 主 に 分 布 し,AT、
セ プ タ ー は ラ ッ ト副 腎 髄 質,子
宮 あ る い はPC12細
幼 若 期 に お い て 副 腎 皮 質 や 大 脳,更
レ
胞 に 多 く分 布 して い る 。 更 に ラ ツ トに お い て は,
に げ っ し類 の 胎 児 皮 膚 並 び に 骨 格 筋 に も― 一過 性 の 発 現 が認 め ら
れ る こ と か ら ア ン ギ オ テ ン シ ソIIの 持 つ 発 達 に お け る 作 用 と の 関 連 が 示 唆 さ れ る。 最 近2つ の グル ー プ か ら ほ ぼ 同 時 にexpression のcDNA構
cloningの
方 法 を用 い て そ の うちAT1レ
セプ ター
造 が 明 ら か に な っ た18)19)。Inagamiら の グ ル ー プ は 牛 副 腎 培 養 細 胞 か ら,Murphyら
ラ ッ ト大 動 脈 血 管 平 滑 筋 由 来 のcDNAを ら な りhydropathy
analysisか
らG蛋
白 に カ ッ プ ル す る レセ プ タ ー に 共 通 の 構 造 で あ る7回 膜 貫 通
領 域 を 持 つ こ と が 明 らか と な っ た 。bindingassayに トで あ るPD123177に
は
単 離 し た 。 これ らの レセ プ タ ー は ど ち ら も359ア ミ ノ酸 か
対 して は 結 合 せ ず,ど
よ っ て,AT,レ
セ プ ター に選択 的 な ア ゴニ ス
ち らの ク ロ ー ソ も薬 理 学 的 に はAT、 レ セ プ タ ー の プ ロ
フ ァ イ ル の み を 示 した 。AT、レセ プ タ ー に つ い て は 現 在 そ の ク ロー ニ ン グ が進 行 中 で あ る。ま たAT、 レセ プ タ ー の サ ブ タ イ プ が い くつ か 報 告 さ れ て い る20)21)。 最 近AT、
レセ プ タ ー の ゲ ノ ム 遺 伝 子 も ク
ロー ニ ン グ さ れ そ の 構 造 が 明 ら か と な っ た22)23)。 更 に5'上 流 領 域 の 構 造 も 明 らか と な り転 写 調 節 の 研 究 が 進 み つ つ あ る22)。 おわ りに 血 圧 調 節 ホ ル モ ン と して の レニ ン ー ア ン ギ オ テ ン シ ン系 に つ い て,腎 序 を 当 研 究 室 の デ ー タ を 中 心 に述 べ,更
臓 か らの レ ニ ン遊 出 作 用 機
に 最 近 そ の 一 次 構 造 が 明 らか に な っ た ア ン ギ オ テ ン シ ンII
受 容 体 に つ い て 概 説 した 。 近 年 の 分 子 生 物 学 的 研 究 と腎 生 理 学 と の 連 携 が これ か ら一 つ の重 要 な 問 題 と考 え ら れ る。 文
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: Juxtaglomerular antibody
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and the
effect
of
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of the
第68巻
macula
第12号
densa
in
renin
release.
1985;
日
本
内
分
泌
学
会
雑
誌
1247
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葉
知,伊
藤 貞 嘉:レ
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ン ー キ ニ ン ー プ ロ ス タ グ ラ ン ジ ン系 と の 関 係.レ
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第12号
1248
血圧 調 節 ホル モ ンの分 泌 と細 胞性 作 用機 序(阿 部,他1名)
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II receptor.
Nature
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R.W. : Molecular
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of
