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September 04, 2024

アンジオテンシン変換酵素2(ACE2)の多面的役割とコロナウイルスのスパイクタンパク質との相互作用:臓器別の健康と疾患への影響

アンジオテンシン変換酵素2(ACE2)の多面的役割とコロナウイルスのスパイクタンパク質との相互作用:臓器別の健康と疾患への影響

The multifaceted role of ACE2 in health and disease across various organs, and its interaction with the coronavirus spike protein.

1, Lungs 肺

•Regulation of Blood Pressure and Fluid Balance: ACE2 converts angiotensin II, a potent vasoconstrictor, into angiotensin-(1-7), a vasodilator. This conversion helps regulate blood pressure and fluid balance in the lungs, reducing inflammation and fibrosis.

血圧と体液バランスの調節: ACE2は、強力な血管収縮物質であるアンジオテンシンIIを血管拡張物質であるアンジオテンシン-(1-7)に変換する。この変換により、肺の血圧と体液バランスが調整され、炎症と線維化が抑制される。

Protection Against Lung Injury: ACE2 has protective effects against acute lung injury and acute respiratory distress syndrome (ARDS).

肺損傷に対する保護: ACE2は急性肺障害および急性呼吸窮迫症候群(ARDS)に対する保護作用を持つ。

SARS-CoV-2 Interaction: ACE2 is expressed in alveolar epithelial cells, particularly type II pneumocytes, crucial for surfactant production and lung tissue repair. During SARS-CoV-2 infection, the virus binds to ACE2, leading to its downregulation. This can result in increased angiotensin II levels, causing inflammation and ARDS.

SARS-CoV-2との相互作用: ACE2は肺胞上皮細胞、特にII型肺細胞で発現し、界面活性剤の産生と肺組織の修復に重要である。SARS-CoV-2感染時には、ウイルスがACE2に結合し、その下方制御を引き起こす。その結果、アンジオテンシンII濃度が上昇し、炎症や急性呼吸窮迫症候群(ARDS)を引き起こす。


Heart 心臓

Cardioprotection: ACE2 counteracts the effects of angiotensin II, protecting the heart from hypertrophy, fibrosis, and inflammation.

心臓保護: ACE2はアンジオテンシンIIの作用に対抗し、心臓を肥大、線維化、炎症から保護する。

Regulation of Cardiac Function: By converting angiotensin II to angiotensin-(1-7), ACE2 helps maintain proper cardiac function and reduces the risk of heart failure.

心機能の調節: ACE2はアンジオテンシンIIをアンジオテンシン-(1-7)に変換することにより、適切な心機能を維持し、心不全のリスクを軽減する。

SARS-CoV-2 Interaction: ACE2 plays a role in cardiovascular homeostasis by converting angiotensin II to angiotensin-(1–7), which has vasodilatory and anti-inflammatory effects. Downregulation of ACE2 during infection can lead to increased cardiac stress and injury, contributing to conditions such as myocarditis and heart failure.

SARS-CoV-2との相互作用: ACE2は、血管拡張作用と抗炎症作用を持つアンジオテンシンIIをアンジオテンシン-(1-7)に変換することで、心血管系の恒常性維持に役立っている。感染時にACE2が下方制御されると、心臓へのストレスや傷害が増加し、心筋炎や心不全などの病態を引き起こす。


3. Kidneys 腎臓

Regulation of Renal Function: ACE2 helps modulate renal blood flow and sodium balance, protecting against hypertension and kidney injury.

腎機能の調節: ACE2は腎血流およびナトリウムバランスの調節を助け、高血圧および腎障害を予防する。

Protection Against Diabetic Nephropathy: ACE2 has a protective role in preventing kidney damage associated with diabetes.

•糖尿病性腎症に対する保護: ACE2は糖尿病に伴う腎障害を予防する

SARS-CoV-2 Interaction: ACE2 is expressed in the renal tubular epithelium and plays a role in regulating blood pressure and electrolyte balance. Its downregulation during infection can lead to acute kidney injury (AKI) due to increased angiotensin II activity, promoting inflammation and fibrosis.

SARS-CoV-2との相互作用: ACE2は腎尿細管上皮に発現し、血圧と電解質バランスの調節に関与している。感染時にACE2が下方制御されると、アンジオテンシンII活性の亢進により急性腎障害(AKI)を引き起こし、炎症と線維化を促進する。


4. Gastrointestinal Tract 消化管

Modulation of Inflammation: In the intestines, ACE2 helps regulate local inflammation and maintain the integrity of the gut barrier.

炎症の調節: 腸において、ACE2は局所炎症を制御し、腸管バリアの完全性を維持するのに役立つ

Nutrient Absorption: ACE2 is involved in the uptake of certain amino acids, which are critical for gut health and function.

栄養吸収: ACE2は腸の健康と機能にとって重要な特定のアミノ酸の取り込みに関与している。

SARS-CoV-2 Interaction: The gastrointestinal tract has high ACE2 expression, particularly in enterocytes of the small intestine. This makes it a potential site for viral entry and replication, leading to symptoms like diarrhea and abdominal pain during COVID-19.

SARS-CoV-2との相互作用: 消化管、特に小腸の腸細胞ではACE2が高発現している。このため、ウイルスの侵入と増殖の潜在的な部位となり、COVID-19の際に下痢や腹痛などの症状を引き起こす可能性がある。

5. Brain 脳

Neuroprotection: ACE2 contributes to neuroprotection by counteracting the effects of angiotensin II, reducing oxidative stress, and preventing neuronal damage.

神経保護: ACE2はアンジオテンシンIIの作用に対抗し、酸化ストレスを軽減し、神経細胞の損傷を防ぐことにより神経保護に寄与する。

Regulation of Brain Blood Flow: It helps maintain cerebral blood flow and protect against stroke and neurodegenerative diseases.

脳血流の調節: 脳血流を維持し、脳卒中や神経変性疾患を予防する。

neurodegenerative diseases :神経変性疾患(パーキンソン病、 アルツハイマー病)


6. Reproductive System 生殖系

Spermatogenesis: In the testes, ACE2 is involved in the regulation of spermatogenesis and testosterone production.

•精子形成: 精巣においてACE2は精子形成とテストステロン産生の制御に関与している。

SARS-CoV-2 Interaction: High levels of ACE2 expression are found in spermatogonia, Leydig cells, and Sertoli cells, suggesting a potential impact on male reproductive health during SARS-CoV-2 infection.

•SARS-CoV-2との相互作用: 精子形成細胞、ライディッヒ細胞、セルトリ細胞に高レベルのACE2発現が認められ、SARS-CoV-2感染時の男性の生殖機能に影響を及ぼす可能性が示唆されている。

spermatogonia 精子形成
Leydig cells;ライディッヒ細胞(テストステロンを分泌する精巣の中の細胞)
Sertoli cells;セルトリ細胞は精細胞の支持、栄養供給、種々のタンパク質の分泌、精子離脱の補助、食作用(貪食作用)、免疫学的障壁(免疫系#上皮の防壁)などの機能を有する。ウイキペディアより

7. Liver 肝臓

Bile Acid Regulation: ACE2 helps regulate bile acid homeostasis and protect against liver injury and fibrosis.

胆汁酸の調節: ACE2は胆汁酸のホメオスタシスを制御し、肝障害や線維症から保護する。

SARS-CoV-2 Interaction: In the liver, ACE2 is expressed mainly in cholangiocytes. Liver damage observed in COVID-19 patients may be due to direct viral effects on these cells or secondary effects from systemic inflammation and hypoxia.

SARS-CoV-2との相互作用: 肝臓ではACE2は主に胆管細胞で発現している。COVID-19患者で観察された肝障害は、これらの細胞に対する直接的なウイルス作用、あるいは全身性の炎症や低酸素による二次的な影響によるものと考えられる。


8. Pancreas 膵臓

•Insulin Secretion: ACE2 plays a role in the regulation of insulin secretion and glucose homeostasis.

インスリン分泌: ACE2はインスリン分泌とグルコースホメオスタシスの調節に関与している。

SARS-CoV-2 Interaction: ACE2 is present in pancreatic islets, suggesting a role in insulin secretion regulation. SARS-CoV-2 infection might lead to pancreatic damage or dysfunction, potentially affecting glucose metabolism.

SARS-CoV-2との相互作用: ACE2は膵島に存在し、インスリン分泌調節に関与していることが示唆されている。SARS-CoV-2感染は膵臓の損傷や機能障害を引き起こし、グルコース代謝に影響を及ぼす可能性がある。

Summary

要約

ACE2 is crucial for maintaining the balance of the renin-angiotensin system (RAS) across various organs and tissues. It counteracts the effects of angiotensin II, reduces inflammation, fibrosis, and oxidative stress, and protects against various forms of tissue injury. Its role as a receptor for SARS-CoV-2 underscores its importance in both health and disease contexts.

要約: ACE2は様々な臓器や組織にわたってレニン-アンジオテンシン系(RAS)のバランスを維持するために極めて重要である。それはアンジオテンシンIIの作用を相殺し、炎症、線維化、酸化ストレスを軽減し、様々な形態の組織傷害から保護する。SARS-CoV-2の受容体としての役割は、健康と疾患の両面でその重要性を強調している。

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