【目的】心臓に高血圧や心筋梗塞などのストレスがかかると、代償機構として心筋細胞肥大や間質の線維化の亢進を伴う心臓のリモデリングが引き起こされる。しかしながら、ストレスが持続するとこの代償機構が破綻し、心不全へと至る。そのため心筋細胞の肥大と心臓の線維化の両者に対して抑制効果を有する化合物は、効果的な心不全の予防薬となると考えられる。そこで我々は、培養心筋細胞や培養心臓線維芽細胞でのスクリーニングにより、天然物ショウガの抽出物であるCompound Aを同定した。本研究では、心筋細胞肥大及び心臓線維化抑制の詳細なメカニズムと心不全抑制効果について検討を行った。
【方法＆結果】ラット初代培養心筋細胞に天然物ショウガの抽出物であるCompound Aを1 µMで処理し、フェニレフリン刺激により心筋細胞肥大を誘導した。刺激48時間後に抗α-actinin抗体による蛍光免疫染色及び心筋細胞面積の測定、qPCRにて肥大反応遺伝子であるANF, BNPのmRNA量を測定した。その結果、Compound Aは1 µMでフェニレフリンによる心筋細胞面積及びANF, BNPのmRNA量の増加を抑制した。次にラット初代培養心臓線維芽細胞に1 µM のCompound Aを処理し、Transforming growth factor-beta（TGF-β）刺激により筋線維細胞への分化を誘導した。刺激48時間後に液体シンチレーションカウンターにてL-Proline取り込み量を測定した結果、Compound AはTGF-βによるL-Proline取り込み量の増加を有意に抑制した。また、刺激24時間後に筋線維細胞への分化の指標であるα-smooth muscle actin（α-SMA）の発現量について、qPCRにてmRNA量を、Western Blottingによりα-SMAの発現量を検討した。その結果、Compound AはTGF-βによるα-SMAのmRNA量及びタンパク質レベルの増加を抑制した。最後にC57BL/6Jマウスに心不全モデル作成術である大動脈縮窄術（TAC）を行った。手術翌日、TACマウスを溶媒（0.5％ CMC-Na）、0.2又は1 mg/kg のCompound Aの3群に振り分け、8週間の連続経口投与を行った。心臓超音波検査の結果、1 mg/kgのCompound AはTACによる左室後壁の肥厚や左室内径短縮率の低下を有意に抑制した。さらに1 mg/kgのCompound AはTACによって増加した心体重比を有意に抑制した。
【考察】Compound Aがin vitro において心筋細胞肥大や心臓線維化を抑制した。また、in vivoにおいて、Compound Aは圧負荷による心不全の進展を抑制した。以上よりCompound Aが新規心不全予防薬となる可能性が示唆された。