心臓弁石灰化のメカニズムと体の防御反応を解明、新治療に期待

Tokyoイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校、UCLAヘルス、テキサス大学オースティン校の科学者たちが、心臓弁でカルシウムが沈着する仕組みを解明しました。この研究は、新しい薬剤や心臓病のより良い治療法につながる可能性があります。心臓病は毎年約1,800万人の死因となっており、その多くは心臓弁の硬化によるものです。

石灰化は心臓の組織にカルシウムを蓄積し硬化させます。この現象は酸素を豊富に含む血液を心臓から送り出す大動脈弁に影響を及ぼします。大動脈弁にカルシウムが蓄積すると、この弁が硬くなり完全に開くことができなくなります。この硬直はしばしば手術によって弁を置換する必要があります。

以下はその研究の内訳です。

• 光学顕微鏡、電子顕微鏡、分光分析など、12種類以上の研究手法が使用された。
• カルシウムの蓄積は主に骨のようなアパタイトではなく、アモルファスカルシウムリン酸塩（ACP）である。
• 石灰化は弁の小葉の平滑筋層から始まる。
• オステオポンチンというタンパク質は、この石灰化の進行を遅らせる役割を果たす。
• 弁にあるコラーゲン繊維もまた、カルシウム結節の成長を抑える。

イリノイ大学のブルース・フォークが率いる研究チームは、人体の死体から取り出した大動脈弁を調査し、カルシウムの沈着がどのように形成され成長するかを研究しました。彼らは、弁の平滑筋層に小さなリン酸カルシウムの球体が発生することを発見しました。この球体は合体して硬い層を形成し、その結果、弁のコラーゲンや筋肉繊維がさらに硬化することがわかりました。

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私たちの体内の血液には多くのカルシウムとリン酸が含まれているため、石灰化は避けがたい現象です。ファウクのチームは、このプロセスを遅らせるために体が試みる2つの主な方法を発見しました。まず、カルシウムが蓄積し始めると、心臓の組織がオステオポンチンというタンパク質を生成します。興味深いことに、オステオポンチンは骨の石灰化を助ける一方で、心臓組織の石灰化を抑制します。この発見は、石灰化を安全なレベルに低下させる方法の開発に役立つ可能性があります。

弁の組織にあるコラーゲン繊維は、結節を取り囲むように配置され、その成長を抑制するバリアを形成しています。これらの保護プロセスは複雑で非常に効果的ですが、石灰化を完全に止めることはできません。

この研究は『サイエンティフィック・レポーツ』に発表され、フォークはオステオポンチンを標的とする治療法を開発し、沈着の成長を停止させ、既存の沈着を分解することを目指していることが示されています。この研究は心臓病以外の他の疾患にも役立つ可能性があります。研究チームは現在、メイヨークリニックと共同で人間の乳がんの石灰化を研究しています。

私たちの体がいかに石灰化を防ぐかに関する新しい理解が、手術を必要とせずに弁硬化を治療・予防するための新しい方法につながる可能性があります。この研究は、バーバラとエド・ワイル財団、NIH、UCLAアマラ-ヤドプロジェクトによって資金提供されました。