肺内皮バリアと肺浮腫の高酸素誘発性破壊の減衰のための新しいペプチドと、ペルオキシ亜硝酸形成の調節による肺浮腫

酸素毒性による肺損傷には、血管漏出や肺水腫などがあります。我々は以前、高酸素が内皮一酸化窒素（eNOS）とβ-アクチンの相互作用の増加を介して、肺内皮細胞におけるNOとペルオキシ亜硝酸塩の生成を増加させることを報告しました。eNOS残基326〜333のアクチン結合領域に対応するアミノ酸配列を有するペプチド（P326TAT）は、肺内皮細胞における高酸素誘導性のNOおよびペルオキシ亜硝酸塩の形成を減少させることが示されている。本研究では、肺動脈内皮細胞を高酸素状態（95％酸素および5％CO2）に48時間曝露すると、単層バリアの完全性が2段階で破壊され、第2段階でアポトーシスが発生することを発見した。NOS 阻害剤 N(G)-ニトロ-L-アルギニン メチル エステルは、両方の段階で内皮バリアの破壊を軽減しました。ペルオキシ亜硝酸スカベンジャーである尿酸は、第 1 段階には影響を与えませんでしたが、内皮バリア破壊とアポトーシスの第 2 段階を改善しました。P326TAT は、高酸素による単層バリアの完全性の破壊を 2 段階で阻害し、アポトーシスを 2 段階で阻害しました。さらに重要なことは、P326TATの注射により、高酸素に曝露されたマウスの肺における血管漏出、肺水腫、および内皮アポトーシスが軽減されたことである。P326TAT は、eNOS-β-アクチン結合とタンパク質チロシンのニトロ化の増加も大幅に減少させました。まとめると、これらの結果は、ペプチド P326TAT が高酸素肺内皮単層のバリア機能不全を改善し、高酸素マウスの肺における eNOS-β-アクチン結合、ペルオキシ亜硝酸塩形成、内皮アポトーシス、および肺水腫を軽減することを示しています。P326TAT は、酸素毒性による急性肺損傷を治療または予防するための新規治療薬となる可能性があります。

Pulmonary damages of oxygen toxicity include vascular leakage and pulmonary edema. We have previously reported that hyperoxia increases the formation of NO and peroxynitrite in lung endothelial cells via increased interaction of endothelial nitric oxide (eNOS) with β-actin. A peptide (P326TAT) with amino acid sequence corresponding to the actin binding region of eNOS residues 326-333 has been shown to reduce the hyperoxia-induced formation of NO and peroxynitrite in lung endothelial cells. In the present study, we found that exposure of pulmonary artery endothelial cells to hyperoxia (95% oxygen and 5% CO2) for 48 h resulted in disruption of monolayer barrier integrity in two phases, and apoptosis occurred in the second phase. NOS inhibitor N(G)-nitro-L-arginine methyl ester attenuated the endothelial barrier disruption in both phases. Peroxynitrite scavenger uric acid did not affect the first phase but ameliorated the second phase of endothelial barrier disruption and apoptosis. P326TAT inhibited hyperoxia-induced disruption of monolayer barrier integrity in two phases and apoptosis in the second phase. More importantly, injection of P326TAT attenuated vascular leakage, pulmonary edema, and endothelial apoptosis in the lungs of mice exposed to hyperoxia. P326TAT also significantly reduced the increase in eNOS-β-actin association and protein tyrosine nitration. Together, these results indicate that peptide P326TAT ameliorates barrier dysfunction of hyperoxic lung endothelial monolayer and attenuates eNOS-β-actin association, peroxynitrite formation, endothelial apoptosis, and pulmonary edema in lungs of hyperoxic mice. P326TAT can be a novel therapeutic agent to treat or prevent acute lung injury in oxygen toxicity.