シクロオキシゲナーゼおよびリポキシゲナーゼの動態の分子生物学的研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04454157
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 山本 尚三 徳島大学, 医学部, 教授 (50025607)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 吉孝 徳島大学, 医学部, 助手 (10236333) ; 林 陽子 徳島大学, 医学部, 助手 (60035441)
• Keywords: アラキドン酸 / シクロオキシゲナーゼ / リポキシゲナーゼ / 酸素添加酵素 / 遺伝子発現 / 受容体 / 骨芽細胞

Research Abstract

アラキドン酸を基質とする酸素添加酵素のシクロオキシゲナーゼとリポキシゲナーゼの生理的ならびに病理的動態とその調節機構を、細胞レベルさらに分子レベルで追究し、病態の発生機構との関連で解明することを本研究計画の目的として、以下の知見を得た。(1)シクロオキシゲナーゼ動態の研究:この酵素に始まる経路で作られる種々のプロスタグランジンが、骨芽細胞株MC3T3-E1のシクロオキシゲナーゼmRNAを誘導することが見出された。受容体後のシグナル伝達機構は、プロスタグランジンI_2(安定類縁体のイロプロスト使用)とE_1はアデニル酸シクラーゼを活性化し、プロスタグランジンF_2aはイノシトール燐脂質代謝を亢進するらしいことを確かめている。(2)リボキシゲナーゼ動態の研究:基質特異性と免疫学的性質から、12-リポキシゲナーゼには白血球型と血小板型のあることを見出し、それぞれのcDNAを単離して酵素蛋白の一次構造を明らかにした。さらにヒトとブタの12-リポキシゲナーゼのゲノムDNAをクローニングした結果、いずれも14個のエクソンと13個のイントロンより成り663個のアミノ酸をコードしているが、そのイントロンの大きさに著しく差があって、ブタの12-リポキシゲナーゼの遺伝子はむしろ15-リポキシゲナーゼに近いことを明らかにした。(3)酵素蛋白とmRNAの測定法開発:特に人体試料が限られた量しか得られない場合に、酵素の活性が探知できなくとも、感度のよい免疫測定法でシクロオキシゲナーゼやリポキシゲナーゼの蛋白量を測定したり、また、少量のmRNAをPCR法で増幅して定量する方法を設定した。ヒト骨髄増殖性疾患の3症例に適用して、血小板の12-リポキシゲナーゼの蛋白量とmRNA量が健常者に比べて著しく低下していることを明らかにした。患者の遺伝子にどのような異常があるのかを検討することが、次の課題である。

Research Products

• [Publications] Y.Takahashi: "Immunoaffinity purification and cDNA cloning of human platelet prostaglandin endoperoxide synthase (cyclooxygenase)" Biochem.Biophys.Res.Commun.182. 433-438 (1992)
• [Publications] M.Nishiyama: "Localization of arachidonate 12-lipoxygenase in canine brain tissues" J.Neurochem.58. 1395-1400 (1992)
• [Publications] T.Arakawa: "Molecular structure and function of the porcine arachidonate 12-lipoxygenase gene" J.Biol.Chem.267. 12188-12191 (1992)
• [Publications] O.Uyama: "Urinary ll-dehydrothromboxane B_2:a quantitative index of platelet activation in cerebral infarction" Internal Medicine. 31. 735-739 (1992)
• [Publications] N.Kawada: "Increased 5-lipoxygenase activity in massive hepatic cell necrosis in the rat correlates with neutrophil infiltration" Hepatology. 16. 462-468 (1992)
• [Publications] H.Toh: "Molecular evolution of cyclooxygenase and lipoxygenase" Prostaglandins. 44. 291-315 (1992)
• [Publications] S.Yamamoto: "Mammalian Lipoxygenases:molecular structures and functions" Biochim.Biophys.Acta. 1128. 117-131 (1992)
• [Publications] T.Yoshimoto: "Structure and chromosomal localization of human arachidonate 12-lipoxygenase gene" J.Biol.Chem.267. 24805-24809 (1992)
• [Publications] S.Yamamoto: "Prostaglandins,Leukotrienes,Lipoxins and PAF" Plenum Press, 15-22 (1991)
• [Publications] Y.Takahashi: "Proceedings of the lst International Congress on Vitamins and Biofactors in Life Science" Center for Academic Publications Japan, 134-137 (1992)