要 旨 食生活の変化や運動不足に伴い，脂質異常症や肥満など生活習慣病は増加傾向にある．脂質異常症はリン酸 化された内皮型一酸化窒素合成酵素の発現低下により，脳動脈における血管内皮機能障害を引き起こすと考え られる．また，内臓脂肪の蓄積は脳小血管病変の独立した危険因子であり，内臓脂肪より分泌されるアディポ ネクチンや炎症性サイトカインなどのアディポカインは，炎症や血栓傾向を介して血管内皮機能障害および動 脈硬化に関与することが示されている．近年の報告によると小児を含む若年者の肥満は増加傾向にあり，脳梗 塞における生活習慣病の重要度は，今後さらに増すことが予測される．生活習慣病により引き起こされる血管 内皮機能障害のメカニズムの解明による新たな脳血管障害の治療の確立が期待される． （脳循環代謝 25：129∼135，2014） キーワード : 生活習慣病，一酸化窒素，内皮型一酸化窒素合成酵素，血管内皮機能障害
1．はじめに
久山町研究によると日本人における脳卒中の発症率 は 1960 年代から 1970 年代にかけて大きく減少し，そ の原因として血圧管理の改善や喫煙率の低下があげら れている．しかしながら 1970 年代から 2000 年代にか けては，その減少率はゆるやかとなり，一方で食事の 欧米化や運動不足に伴い糖代謝異常や高脂血症，肥満 の頻度の増加が示されている1）．脳梗塞の原因とし て，生活習慣病といわれるこれらの代謝異常症の重要 度は今後さらに増すことが推測される．2．生活習慣病と動脈硬化
高血圧や糖尿病，脂質異常症などの生活習慣病は， それぞれ独立した動脈硬化リスクであることは良く知 られているが，地域住民を対象に頸動脈超音波検査を 用いて動脈硬化の評価を行った研究において，動脈硬 化リスク（高血圧，喫煙，高コレステロール血症）の集 積が，より高度の動脈硬化と関連していることを報告 している2）．一方，我々は脳梗塞および TIA 患者を対 象とした研究から，動脈硬化リスク（高血圧，糖尿 病，高脂血症）の集積により，頸動脈の低輝度プラー クの頻度が有意に増加することを報告した（図 1A）3）． 低輝度プラークは脂質やマクロファージを多く含む破 綻しやすい不安定プラークであり，アテローム血栓性 脳梗塞の原因となる4）．実際に我々の解析においても 低輝度プラークの頻度はアテローム血栓性脳梗塞にお いて，ラクナ梗塞や心原性脳塞栓症と比較して有意に 高かった（図 1B）3）． 動脈硬化はまず血管内皮機能障害から始まり，その 後にプラーク形成，さらにはプラークの破綻による血 栓形成により脳梗塞を引き起こすと考えられてい る5）．動脈硬化の初期段階にあたる血管内皮機能障害 のメカニズムの解明は，動脈硬化の進展を抑制し脳梗 塞の発症を予防するうえで重要なポイントとなる．3．脂質異常症と脳動脈における
血管内皮機能障害
スタチンは脳梗塞発症予防に有効であることが報告 されている6）．スタチンによる脳梗塞発症予防効果に生活習慣病と脳血管障害
山城 一雄
順天堂大学医学部脳神経内科 〒 113-8421 東京都文京区本郷 2-1-1 TEL: 03-3813-3111 FAX : 03-5800-0547 E-mail: kazuo-y@juntendo.ac.jpは脂質代謝の改善以外に様々な機序が示されており， その一つとして血管内皮保護作用があげられてい る7）．脂質異常症の患者では，血管内皮由来の一酸化
窒素（nitric oxide: NO）の利用障害による内皮依存性の 血管拡張障害を認めることが報告されている8）．血管
内 皮 由 来 の NO は 内 皮 型 一 酸 化 窒 素 合 成 酵 素 （endothelial NO synthase: eNOS）により産生され，血管 拡張作用や血小板凝集抑制作用，単球など白血球の血 管内皮への接着抑制などの抗動脈硬化作用を有す る9）．脳梗塞患者では血管内皮由来の NO 産生が減少 し，脳血流の低下を認めることが報告されている10）． また NO 産生の低下が脳梗塞の重症度と関連すること も示されている11）．よって脳動脈における血管内皮機 能の改善は，脳梗塞発症予防および脳梗塞における組 織障害を軽減する上で重要である． ApoE 欠損マウスは自然発症高脂血症をきたし，動 脈 硬 化 モ デ ル 動 物 と し て 使 用 さ れ る12, 13）． 我 々 は ApoE欠損マウスを用いて，脂質異常症における脳動 脈の血管機能障害のメカニズムについて解析を行っ た14）．その結果，ApoE 欠損マウスの中大脳動脈では 正常対象の野生型マウス C57BL/6J と比較してアセチ ルコリン（ACh）による血管内皮依存性の血管拡張作用 が障害されていたが（図 2A），SPER-NO（NO ドナー） による血管拡張反応に変化はみられず（図 2B），血管 図 1．動脈硬化リスクの集積により低輝度プラークの頻度が増加する（A）．アテローム血栓性脳梗塞では低輝度 プラークの頻度が，他の脳梗塞病型と比較して多い（B）． 図 2．ApoE 欠損マウスにおいてアセチルコリン（ACh）による血管内皮依存性の血管拡張障 害を認めるが，シロスタゾールを投与した ApoE 欠損マウスでは野生型マウスと同等の血 管拡張反応がみられる（A）．SPER-NO（NO ドナー）による血管拡張反応は ApoE 欠損マウス と野生型マウスで差は認めず，血管平滑筋の機能には変化がないことが示唆される（B）．
図 3．ApoE 欠損マウスでは，野生型マウスと比較してエンドセリン -1（ET-1）に対する血
管収縮作用の亢進を認める（A）．シロスタゾールを投与した ApoE 欠損マウスでは ET-1 に対する過剰な血管収縮反応はみられないが，eNOS 阻害薬である L-NAME の投与によ り，その効果は失われる（B）．
図 4．Western blot による ApoE 欠損マウスと野生型マウスにおけるリン酸化 eNOS および
eNOSの発現の比較．ApoE 欠損マウスにおいてリン酸化 eNOS の発現の減少を認める
（A）．eNOS の発現には差を認めない（B）． 平滑筋の機能には変化を認めないことが示唆された． 一方で ApoE 欠損マウスでは野生型マウスと比較して エンドセリン -1（ET-1）による血管収縮反応の亢進がみ られた（図 3A）．ACh や ET-1 に対する血管反応の異常 は ApoE 欠損マウスの頸動脈や大動脈においても同様 にみられることが報告されている15, 16）．また，eNOS 欠損マウスの大動脈では ET-1 による血管収縮反応の 亢進が報告されており17），これらの血管機能障害の背 景には eNOS の機能異常の存在が示唆されている． 脂質異常症にみられる血管機能障害の原因としては eNOSの発現低下18）や基質の利用障害19），活性酸素に よる NO の分解20）などの関与が示されている．また eNOSのリン酸化が eNOS 活性および NO 産生に重要 な役割を果たしていることが報告されている21, 22）． 我々の検討では，ApoE 欠損マウスでは野生型マウス と比較して eNOS の発現には変化はみられなかった が，リン酸化 eNOS の発現が低下し（図 4A，B），さら に血清において NO 酸化代謝産物（NOx）の濃度に低下 を 認 め た（図 5）． 以 上 の 結 果 か ら， 脂 質 異 常 症 は eNOSのリン酸化を阻害して eNOS の活性を低下させ ることで NO 産生障害を引き起こし，脳血管の血管内 皮機能障害をきたす可能性が示唆された． また我々は ApoE 欠損マウスにホスホジエステラー ゼ 3 阻害薬であるシロスタゾールを投与し，その効果 を検討した．その結果，ACh による血管拡張作用は野 生型と同等であった（図 2A）．さらに ET-1 による過剰 な血管収縮反応も抑制されたが，このシロスタゾール の効果は eNOS 阻害薬である L-NAME の投与により
失われた（図 3B）．またリン酸化 eNOS の発現にも低 下はみられず（図 4A），血清中の NOx 濃度も野生型マ ウスと同等であった（図 5）．シロスタゾールは抗血小 板作用を有し，我が国においては心原性脳塞栓症を除 く脳梗塞の 2 次予防に適応を持つ薬剤であるが， cyclic AMP/protein kinase A系の活性化により，血管内 皮における eNOS のリン酸化を促進させることが報告 されている23）．我々の検討からは，シロスタゾールは 脂質異常症において eNOS のリン酸化を介して NO 産 生を正常化し，脳動脈の血管内皮機能に対して保護的 に働くことが示唆された．マウスの中大脳動脈閉塞に よる脳梗塞モデルにおいて，リン酸化 eNOS は急性期 脳梗塞における脳血流および組織障害に対して改善効 果を示すことが報告されており24），脳梗塞発症予防お よび急性期治療においてリン酸化 eNOS の制御による 血管内皮保護の有効性が期待される．
4．内臓脂肪と脳小血管病変
メタボリック症候群といった概念の形成とともに， 脂質異常症や糖尿病などの個々の生活習慣病のみなら ず，その背景として肥満の存在が注目されている．近 年，肥満が心血管疾患の危険因子であることを示す デ ー タ が 多 く 発 表 さ れ，1998 年 に American Heart Associationは，肥満が心血管疾患にとって重要な治療 対象疾患であるとの声明を発表した25）．肥満は世界的 に増加傾向にあり，肥満人口の割合は 1980 年には世 界人口の 6.4％であったが，2008 年には 12％まで上昇 し，とくに最近になりその増加率が著しい26）．肥満の うちでとくに腹囲測定などにより定義した腹部肥満 は，より強く心筋梗塞や脳卒中と関連することが示さ れている27~30）．一方で，認知症や脳卒中の危険因子と される大脳白質病変やラクナ梗塞などの脳小血管病変 と腹部肥満との関連については一定の見解が得られて いない31~34）．腹囲測定は簡便である反面，内臓脂肪と 皮下脂肪の両方が反映されるが，内臓脂肪が血管障害 に対してより重要な役割を果たしていると考えられて いる35）． 我々は脳血管障害の既往がない健康診断受診者（平 均年齢 55 歳）を対象に腹部 CT による内臓脂肪面積の 測定と頭部 MRI による大脳白質病変および無症候性 ラクナ梗塞の有無についての評価を行い，本邦での肥 満の定義36）に基づいて内臓脂肪面積 100 cm2以上と未 満の 2 群に分け，脳小血管病変との関連について解析 を行った37）．その結果，内臓脂肪面積 100 cm2以上は 大脳白質病変と無症候性ラクナ梗塞の独立した危険因 子であった（表 1）．一方で，皮下脂肪面積や body mass index（BMI）とこれら脳小血管病変との間に関連を認め なかった．また興味深いことに，高血圧と脳小血管病 変に関連を認めなかった．これらの結果から，中年者 においては脳小血管病変の原因として多くの研究によ り強い関連が示されていた高血圧より，むしろ内臓脂 肪の蓄積が重要である可能性が示唆された．従来，内 臓脂肪は余剰エネルギーの貯蔵庫とされていたが，近 年の研究により，内臓脂肪はアディポネクチンや炎症 性サイトカインなどのアディポカインを産生する内分 泌器官であり，炎症や血栓傾向を介して血管内皮機能 障害および動脈硬化に関与することが明らかにされて いる38）．内臓脂肪の蓄積は高血圧や糖尿病，脂質異常 症などの生活習慣病とも密接に関係しており，本邦に おけるメタボリック症候群の診断においては必須項目 となっている39）．日本人は世界的にみて BMI は低い が，西欧人と比較して総脂肪面積に占める内臓脂肪面 積の割合が多いことが報告されている40）．生活習慣病 の増加に伴い，内臓脂肪が動脈硬化に果たす役割は大 きくなりつつあり，そのメカニズムの解明は脳梗塞治 療の重要な課題と考えられる．5．おわりに
脂質異常症では脳動脈において血管内皮機能障害が みられ，その原因としてリン酸化 eNOS の関与が推測 される．また肥満も生活習慣病として注目されてお 図 5．ApoE 欠損マウスの血清中において，野生型マウス と比較して NO の酸化代謝産物である nitrite および nitrate （NOx）の濃度に低下を認める（A）．シロスタゾールを投与 した ApoE 欠損マウスでは NOx の濃度に低下を認めない．り，内臓脂肪の蓄積はアディポカインを介して脳血管 障害に関与している可能性が示唆される．従来，脳梗 塞は高齢者の疾患と考えられてきたが，近年，小児や 若年者の肥満や糖尿病は増加傾向にあり41），将来的に 脳梗塞患者の若年化とそれに伴う患者数の増加も懸念 される．生活習慣病が引き起こす血管内皮機能障害の メカニズムの解明による新たな脳血管障害の治療の確 立が期待される． 文 献
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表 1．多変量解析による大脳白質病変（WMLs）と無症候性ラクナ梗塞（SLI）に関連する因子の解析
Model 1 Model 2
OR (95%CI) P value OR (95%CI) P value
WMLs Age≥60 years 2.34 (1.51–3.63) 0.0001 2.42 (1.57–3.74) <0.0001 VFA≥100 cm2 1.82 (1.08–3.05) 0.03 1.95 (1.10–3.47) 0.02 Large WCa 1.26 (0.69–2.28) 0.44 Large WCb 1.41 (0.83–2.41) 0.21 BMI≥30 kg/m2 1.05 (0.39–2.72) 0.92 BMI≥25 kg/m2 0.75 (0.43–1.29) 0.3 Hypertension 1.26 (0.80–1.97) 0.32 1.21 (0.76–1.91) 0.42 SLI Age≥60 years 2.17 (1.47–3.20) <0.0001 2.33 (1.59–3.44) <0.0001 VFA≥100 cm2 1.70 (1.06–2.75) 0.03 1.69 (1.01–2.85) 0.04 Large WCa 1.61 (0.93–2.82) 0.09 Large WCb 1.73 (1.09–2.74) 0.02 BMI≥30 kg/m2 0.82 (0.32–2.07) 0.68 BMI≥25 kg/m2 0.71 (0.44–1.15) 0.17 Hypertension 1.43 (0.96–2.14) 0.08 1.33 (0.88–1.99) 0.18 OR, odds ratio; CI, confidence interval; VFA, visceral fat area; WC, waist circumference; BMI, body mass index; WMLs, white matter lesions; SLI, silent lacunar infarction. a≥88 cm in women and ≥102 cm in men. b≥90 cm in
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