内皮機能と再生細胞の枯渇の機能的研究 (FIERCE)

2 型糖尿病 (T2D) は、世界的に蔓延している重大な健康上の懸念です。 T2Dと診断された人は、世界的な罹患率と死亡率の主な原因であるアテローム性動脈硬化性心血管疾患（CV）を発症するリスクが高くなります。

血管の恒常性は、CV の健康状態において中心的な役割を果たします。 血管新生、脈管形成、動脈形成の内因性プロセスを媒介する循環血管再生 (VR) 前駆細胞は、血管修復を調整する上で重要です。 T2D では、慢性的な高血糖とそれに付随する酸化ストレスにより、血管の修復が損なわれる不適応な環境が生じます。 T2D は、循環している VR 前駆細胞の枯渇と機能不全を特徴とする血管再生細胞枯渇 (VRCE) として知られる慢性状態を引き起こす可能性があります。 入手可能なデータは、T2D に関連する VRCE が VR 細胞の機能不全と血管修復の障害を引き起こす可能性があることを示しています。

当社は、血液サンプル中の VR 前駆細胞含有量を測定するマルチパラメトリック フローサイトメトリー アッセイを開発しました。 このアッセイでは、細胞質解毒酵素アルデヒド デヒドロゲナーゼ (ALDH) を利用します。ALDH は、造血細胞、内皮細胞、および間葉系間質細胞系列の前駆細胞で高度に発現します。 この酵素は、活性酸素種によって引き起こされる酸化損傷から前駆細胞を保護します。 前駆細胞がより使い捨てられるエフェクター細胞に分化するにつれて、ALDH 活性は最大 100 倍低下します。 そのため、細胞表面マーカーと組み合わせて ALDH 活性が高い細胞または低い細胞を特定し、前駆細胞サブセット (ALDHhi) とより分化した子孫細胞 (ALDHlow) を区別します。 このアッセイを、細胞の粒度または複雑さと相関するパラメーターである「側方散乱」(SSC) と組み合わせて使用​​すると、ALDHhiSSClow 造血/内皮前駆細胞、ALDHhiSSCmid 単球、および ALDHhiSSChi 顆粒球前駆細胞を区別して定量できます。 これまでに、骨髄由来の ALDHhiSSClow 細胞は、原始細胞マーカー CD34 および CD133 を共発現し、in vitro で多能性の造血コロニー形成能力を示すことが示されています。 後肢虚血の免疫不全NOD/SCIDマウスモデルにおいて、虚血肢へのALDHhiSSClow細胞の移植により、筋灌流の回復が改善された。 重篤な虚血肢を患う患者の切断を防ぐこの細胞療法の可能性は、臨床試験の設定で評価されています。

T2Dを10年以上抱えて生きている人の末梢血では、T2Dを抱えて生きていない人の末梢血と比較して、ALDHhiSSClow VR前駆細胞の減少、血管修復機能を持つALDHhiSSCmid単球の頻度の低下、およびALDHhiSSChi炎症性顆粒球前駆体の頻度の増加が見られる。 。 SGLT2阻害剤エンパグリフロジンを6か月間服用した後、T2Dおよび冠動脈疾患（CAD）を抱えて生きる人々では、VRCE表現型が部分的に逆転しました。 肥満による VR 細胞の減少も、肥満手術後 3 か月までに回復しました。 これらの発見は、集合的に、T2D、肥満、および血管恒常性/修復障害との間の機構的な関連性を提供し、また、CVリスクの高い糖尿病環境においてVRCEが治療的に逆転する可能性があることを証明した。

FIERCE は、T2D を抱えて生きている個人 (持続期間 10 年未満) と、年齢と性別が一致する T2D を抱えて生きていない個人の VR 細胞内容を評価します。 また、循環する ALDHhi VR 細胞の機能を、(1) 反応性充血指数を通じて内皮機能を臨床的に分析する内皮末梢動脈圧測定法 (EndoPAT)、(2) in vitro 多能性造血コロニー形成アッセイ、(3) 単一細胞を通じて評価します。血管新生に関連する mRNA 発現に焦点を当てた RNA シーケンス (scRNA-seq)、および (4) 血管新生促進タンパク質分泌の変化を決定するための定量的でラベルフリーのセクレトーム分析。

我々は、VRCE が T2D 中の血管修復と血管再生を損ない、その一部が VR 前駆細胞サブセットの血管新生促進特性の障害によって引き起こされると仮説を立てています。 具体的には、多能性造血コロニー形成、血管新生促進性サイトカイン mRNA 発現、および血管新生促進性タンパク質放出は、T2D を患って生存している個体の ALDHhi 前駆細胞サブセットでは、T2D を患っていない参加者と比較して低いであろうと仮定します。 また、T2D を患っている人は、T2D を患っていない人に比べて反応性充血指数が低いと予測します。

T2D の状況における ALDHhi 前駆体 VR 細胞の機能不全の特性評価は、血管の健康状態の定量化可能な機能指標としての VR 細胞内容の潜在的な使用をサポートする概念実証を生み出すでしょう。