ヒスタミンは、ヒト血管内皮細胞における内皮一酸化窒素シンターゼの遺伝子発現を上方制御します

背景：ヒスタミンは、内皮酸化酸化物シンターゼ（ENOS）活性に短期的で一時的な刺激効果があります。ただし、ENOSに対する長期的な影響はまだ説明されていません。さらに、ヒスタミンの血管効果は、ENOS機能に大きく依存しているようです。したがって、ENOS遺伝子の発現と機能に対するヒスタミンの効果を研究しました。 方法と結果：ヒト臍静脈内皮細胞（HUVECS）およびHUVEC由来EA.HY 926細胞、ヒスタミン上方制御ENOS mRNA（RNase保護アッセイ）およびタンパク質（電子顕微鏡免疫細胞化学）発現。ENOSのアップレギュレーションは、H1受容体の選択的拮抗薬であるメピラミンによって防止される可能性がありますが、H2およびH3受容体拮抗薬によっては予防できません。EA.HY 926細胞とヒスタミンとのインキュベーションにより、カルシウム/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII（CAMK II; in vitroリン酸化アッセイ）の活性化が行われました。ヒスタミン誘発ENOS発現は、CAMK IIの阻害剤であるKN-93によって完全に防止されました。ヒスタミンは、メピラミンによってもブロックされた効果である1.6 kbヒトENOSプロモーターフラグメント（ルシフェラーゼレポーター遺伝子アッセイ）の活性を増加させました。通常の条件下では、ヒスタミンによるENOSのアップレギュレーションは、一酸化窒素産生の増加をもたらしました（一酸化窒素化学発光とRFL-6レポーター細胞アッセイで測定）。しかし、酸化ストレスの条件下では、ヒスタミンによって上方制御されたENOは、活性酸素種（CM-H2DCFDA酸化ベースの蛍光アッセイ）を産生しました。 結論：H1受容体の刺激は、CAMK IIを含むシグナル伝達経路による内皮細胞のENOS転写を増加させます。このeNOSのアップレギュレーションは、通常の条件下では保護される可能性がありますが、eNOSが一酸化窒素を犠牲にして活性酸素種を産生する場合、酸化ストレスの条件下で有害になる可能性があります。

BACKGROUND: Histamine has a short-term, transient, stimulating effect on endothelial nitric oxide synthase (eNOS) activity; however, long-term effects on eNOS have not been described yet. In addition, the vascular effect of histamine seems to depend critically on eNOS functionality. Therefore, we studied the effects of histamine on eNOS gene expression and function. METHODS AND RESULTS: In human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) and HUVEC-derived EA.hy 926 cells, histamine upregulated eNOS mRNA (RNase protection assay) and protein (electron microscopic immunocytochemistry) expression. The upregulation of eNOS could be prevented by mepyramine, a selective antagonist at the H1 receptor, but not by H2 and H3 receptor antagonists. Incubation of EA.hy 926 cells with histamine led to the activation of calcium/calmodulin-dependent protein kinase II (CaMK II; in vitro phosphorylation assay). The histamine-induced eNOS expression was completely prevented by KN-93, an inhibitor of CaMK II. Histamine increased the activity of a 1.6-kb human eNOS promoter fragment (luciferase reporter gene assay), an effect that was also blocked by mepyramine. Under normal conditions, eNOS upregulation by histamine resulted in increased nitric oxide production (measured by nitric oxide chemiluminescence and RFL-6 reporter cell assay). Under conditions of oxidative stress, however, the eNOS upregulated by histamine produced reactive oxygen species (CM-H2DCFDA oxidation-based fluorescence assay). CONCLUSIONS: Stimulation of the H1 receptor increases eNOS transcription in endothelial cells by a signaling pathway involving CaMK II. This eNOS upregulation may be protective under normal conditions, but it may become harmful under conditions of oxidative stress when eNOS produces reactive oxygen species at the expense of nitric oxide.