エラスチンとコラーゲンは、身体の基礎構成成分になっています。それらは、数多くの臓器や筋肉、組織に対して、抗張力と弾力性を与えてくれています。それらが持つ、超重要な働きを阻害する、あらゆる遺伝子の突然変異が、人の健康に、しばしば致命的となる、破局的な影響をもたらします。ワシントン大学セントルイス校のエンジニア達主導の新しい研究が、エラスチンとコラーゲンが、身体に作用する仕組みに影響を与える疾患を、もっとよく理解するための遺伝的・機械的両特性を、今回初めて詳しく調べています。
コラーゲンとエラスチン
Engineers examine chemo-mechanics of heart defect
“Collagen and elastin are everywhere,” said Jessica Wagenseil, associate professor of mechanical engineering & materials science at the School of Engineering & Applied Science. “They are in your blood vessels, your skin, your lungs. If they are not working properly, you can have problems in any of these organs.”
”コラーゲンとエラスチンはどこにでも存在しています。”と、工学・応用科学部機械工学・材料科学科准教授ジェシカ・ワーゲンザイル氏は言いました。”それらは、人の血管、皮膚、肺に存在していて、正常に機能しないと、こうした臓器に障害を引き起こします。”
リシルオキシダーゼ(LOX)
Wagenseil’s novel approach, recently published in Heart and Circulatory Physiology, focused on the genetic signaling and mechanical effects of mutations in lysyl oxidase, or LOX. LOX is a comprised of copper enzyme that cross-links collagen and elastin; a lack of the compound has been linked to aortic aneurysm risk in humans.
Heart and Circulatory Physiology誌の最新号に掲載された、ワーゲンザイル氏の革新的な手法は、リシルオキシダーゼ(LOX)における突然変異の遺伝子信号伝達と機械的影響に焦点を当てています。LOXは、コラーゲンとエラスチンが交差結合している銅酵素から成っていて、その物質の欠乏は、ヒトにおいて、大動脈瘤のリスクと関連付けられています。
To learn more about exactly how LOX deficiency can lead to an aneurysm, Wagenseil and collaborators at Washington University School of Medicine examined tissue taken from mice born without LOX, and compared it to tissue taken from healthy mice. In the LOX deficient mice, they observed changes in mechanical behavior and in signaling of groups of genes that appeared to be a susceptibility differentiator in certain sections of tissue; the way they interacted seemed to provide some protection against aneurysm.
LOX欠乏が、動脈瘤を引き起こす正確な仕組みについてもっと詳しく知るために、ワーゲンザイル氏とセントルイス・ワシントン大学医学部の共働者達は、LOXなしで生まれたネズミたちから採取した組織を調べ、それを、健康なネズミ達から採取した組織と比較しました。LOX欠乏ネズミにおいて、彼等は、それらが相互に作用するやり方が、動脈瘤に対する、何らかの保護を与えているように思われる、組織の特定部位の強感受性差別化要因であるかのように振る舞っている、遺伝子群の機械的挙動とシグナリングにおける変化を観測しています。
動脈瘤を引き起こす仕組み
“We’re really interested in how the cells respond to major changes in mechanics,” Wagenseil said. “So when you take out this enzyme, and you have elastin and collagen that aren’t cross-linked, they have totally different mechanical behavior. We expect to see those mechanical differences, but we found that there’s this combination of the mechanics and the gene signaling that work together to lead to an aneurysm.”
”我々は、細胞が、大きな機械的変化に対してどのように反応するのか、無性に興味を駆り立てられています。”と、ワーゲンザイル氏は言いました。従って、ヒトが、この酵素を取り除いて交差結合していないエラスチンとコラーゲンを得た場合、それらは、完全に異なる機械的挙動を有します。我々は、そういった機差を目撃することを期待していたのですが、動脈瘤を引き起こすように協力し合っている、このメカニクスと遺伝子シグナリングの組み合わせが存在することを、今回我々は発見しています。”
”我々は、動脈瘤を引き起こすシグナルを理解するよう試みている最中で、化学・機械的環境を詳しく調べ、2つの要素と、それらが、どのようにして、一緒に働き変化して、動脈瘤を引き起こしているのかを考察しています。”