薬毒物による肝グルタチオン枯渇と酸化的ストレス応答の多様性

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05671843
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 吉田 武美 昭和大学, 薬学部, 教授 (20138415)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小黒 多希子 昭和大学, 薬学部, 助手 (10185572) ; 田中 佐知子 昭和大学, 薬学部, 助手 (00197419)
• Keywords: グルタチオン枯渇 / 酸化的ストレス / メタロチオネイン / ヘムオキシゲナーゼ / シトクロム P450 / HepG2細胞 / フォロン / ジピリジル系化合物

Research Abstract

本研究は、薬毒物の投与により肝グルタチオン(GSH)の急激な減少(枯渇)が引き起こされると、肝臓内の様々な酵素やタンパク質が急速に合成されるという平成3、4年度の科学研究費助成で得られた成果を基に、その応答の多様性をさらに解明すると共に、遺伝子レベルでの機構解明を目的に進められたものである。
本研究の結果、トランススチルベンオキシド(TSO)やフォロンが、肝グルタチオンを減少させ、酸化的ストレスを引き起こすことにより、メタロチオネイン(MT)やヘムオキシゲナーゼ(HO)mRNAを急速に発現させることが明らかになった。この結果は、すでに明らかにしている同条件下におけるこれらタンパクの増加が遺伝子レベルでの応答の結果であることを支持している。これらの薬毒物によるHO mRNAの増加は、ヒト肝癌由来のHepG2細胞を用いる培養細胞系でも充分に観察され、今後の機構解明を進める上で有益な情報が得られた。興味深いことは、TSOの立体異性体であるシス体が培養細胞系でほとんど影響が認められなかった点である。この理由については、今後の検討課題として残された。
これらの結果に加え、種々のジピリジル系化合物がHO誘導をはじめシトクロムP-450に対し多彩な影響を及ぼすことが明らかになり、とくに2、2'-ジピリジルの作用は、従来のGSH低下剤とほとんど同様であった。本化合物やフォロンは、ミトコンドリアや核内のGSH含量も顕著に低下させることが明らかになり、酸化的ストレスが細胞内各小器官に及んでいることが解明された。酸化的ストレス応答が細胞内のどの小器官のGSH低下と関連しているかについては今後の検討課題である。
本研究と関連して、ピリジンやイミダゾール含有化合物の多彩なP-450誘導作用を明らかにし、1-ベンジルイミダゾールのP-450誘導がテストステロン依存性であることなど大きな成果も得られた。
本研究課題の遂行により、薬毒物による肝GSH枯渇に伴い、様々なストレス応答が遺伝子レベルで発現していることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Takemi Yoshida et.al: "Structural Requirements for the Induction of Hepatic Microsomal Cytochrome P450 by Imidazole-and Pyridine-Containing Compounds in Rats" J.Biochemistry. 114. 697-701 (1993)
• [Publications] Takemi Yoshida et.al: "Involvement of testosterone in the induction of hepatic microsomal cytochrome P-450 2B1/2 (P-450 2B1/2) by 1-benzylimidazole in male and female rats:sex-differentiated induction of P-450 2B1/2 species" Biochimica et Biophysica Acta. 1200. 11-18 (1994)
• [Publications] Takemi YOSHIDA et.al: "DIFFERENTIAL EFFECTS OF THREE DIPYRIDYL ISOMERS ON HEPATIC MICROSOMAL CYTOCHROME P450 AND HEME OXYGENASE IN RATS" Toxicology Letters. in press. (1995)