内皮機能障害のモデルにおける線維芽細胞成長因子2誘導血管新生に対するL-アルギニンの効果

背景：内皮機能障害に関連する進行性冠動脈疾患で減少する一酸化窒素の利用可能性は、線維芽細胞成長因子-2（FGF-2）誘発血管新生の重要なメディエーターです。これは、前臨床研究が有望なにもかかわらず、臨床試験におけるFGF-2療法の残念な結果を説明することができます。内皮機能障害のブタモデルにおける心筋微小血管反応性と灌流に対するFGF-2療法に対するL-アルギニン補給の影響を調べました。 方法と結果：18個の豚に、正常（標準、n = 6）または高コレステロール食のいずれかを与え、（hichol-arg、n = 6）または（hichol、n = 6）l-アルギニンなしで給餌しました。すべての豚は、circirflex動脈にアメロイド配置を受け、3週間後に外科的FGF-2治療を受けました。治療の4週間後、内皮依存性冠動脈微小血管応答と横方向の心筋灌流を評価しました。内皮細胞密度は、免疫組織化学によって決定されました。FGF-2、線維芽細胞成長受容体-1、内皮由来の一酸化窒素シンターゼ（ENOS）、誘導性一酸化窒素シンターゼ（INOS）、およびシンデカン-4レベルは、免疫ブロットにより決定されました。Hicholグループの豚は、R-アルギニンの補給によって正規化されたcircirflex領域で内皮機能障害を示しました。FGF-2治療は、Hichol群では効果がありませんでした（治療後および治療前後のHicholグループ（rect fflex/左前下降血流比：1.01（REST）および1.01（PACE））。L-アルギニンの添加は、静止時のFGF-2に応答した心筋灌流を改善しました（比率1.13、p = 0.02対Hichol）がペーシング中ではなく（比率0.94、p = ns）、INOSおよびeNOSのタンパク質レベルの増加と関連していました。。 結論：L-アルギニン補給は、高コレステロール血症誘発性内皮機能障害の豚モデルにおけるFGF-2治療に応答した、内皮依存性血管軸および心筋灌流に対する正常な反応を部分的に回復させることができます。これらの発見は、末期冠動脈疾患に対するFGF-2療法と組み合わせたL-アルギニンの役割を示唆しています。

BACKGROUND: Nitric oxide availability, which is decreased in advanced coronary artery disease associated with endothelial dysfunction, is an important mediator of fibroblast growth factor-2 (FGF-2)-induced angiogenesis. This could explain the disappointing results of FGF-2 therapy in clinical trials despite promising preclinical studies. We examined the influence of L-arginine supplementation to FGF-2 therapy on myocardial microvascular reactivity and perfusion in a porcine model of endothelial dysfunction. METHODS AND RESULTS: Eighteen pigs were fed either a normal (NORM, n=6) or high cholesterol diet, with (HICHOL-ARG, n=6) or without (HICHOL, n=6) L-arginine. All pigs underwent ameroid placement on the circumflex artery and 3 weeks later received surgical FGF-2 treatment. Four weeks after treatment, endothelial-dependent coronary microvascular responses and lateral myocardial perfusion were assessed. Endothelial cell density was determined by immunohistochemistry. FGF-2, fibroblast growth receptor-1, endothelial-derived nitric oxide synthase (eNOS), inducible nitric oxide synthase (iNOS), and syndecan-4 levels were determined by immunoblotting. Pigs from the HICHOL group showed endothelial dysfunction in the circumflex territory, which was normalized by L-arginine supplementation. FGF-2 treatment was ineffective in the HICHOL group (circumflex/left anterior descending blood flow ratios: 1.01 (rest) and 1.01 (pace), after and before treatment). Addition of L-arginine improved myocardial perfusion in response to FGF-2 at rest (ratio 1.13, P=0.02 versus HICHOL) but not during pacing (ratio 0.94, P=NS), and was associated with increased protein levels of iNOS and eNOS. CONCLUSIONS: L-arginine supplementation can partially restore the normal response to endothelium-dependent vasorelaxants and myocardial perfusion in response to FGF-2 treatment in a swine model of hypercholesterolemia-induced endothelial dysfunction. These findings suggest a role for L-arginine in combination with FGF-2 therapy for end-stage coronary artery disease.