メタロチオネインの生理機能の分子レベルでの解析と臨床応用に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044317
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 井村 伸正 北里大学, 薬学部, 教授 (70012606)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): JOHN S. Laz ピッツバーグ大学, 医学部, 教授 ; 近藤 幸尋 日本医科大学, 医学部, 講師 (80215467) ; 永沼 彰 東北大学, 薬学部, 教授 (80155952) ; 姫野 誠一郎 北里大学, 薬学部, 助教授 (20181117)
• Keywords: メタロチオネイン / ノックアウトマウス / 発癌 / 重金属 / 制癌剤 / アポトーシス

Research Abstract

1. メタロチオネイン遺伝子欠損マウス(MT-/-マウス)及びその対照となる129SVマウス(MT+/+マウス)に、主に膀胱癌を誘発するN-butyl-N-4-hydroxybutyl nitrosamine (BBN)を連続投与し、MTの有無が癌発生率に影響を与えるかどうか検討した。その結果、MTの有無にかかわらず、膀胱癌は発生した。しかし、癌発生率はMT-/-マウスの方がやや低かった。これについては、現在、再現性を日本側で確認中である。また、本実験でMT+/+および、MT-/-マウスに生じた膀胱癌を培養し、株化細胞を樹立中である。このMT遺伝子を欠失した癌細胞の性状解析は主に米国側で行う予定である。
2. 近藤、Lazoらは、米国においてMT-/-マウスの胎仔由来初代培養細胞にSV40を感染させることにより不死化することに成功した。日本側でこの細胞を用いて、シスプラチンおよび、Cd耐性細胞を確立した。MT-/-のシスプラチン耐性細胞はアルキル化剤のメルファランに対しても耐性を示したが、重金属等には耐性を示さなかった。また、グルタチオンレベルの高い細胞株があったが、Buthinonine Sulfoximide (BSO)を用いてグルタチオンレベルを低下させても耐性度に変化は生じなかった。
一方、MT-/-のCd耐性細胞は、他の重金属、シスプラチンなどの制癌剤、活性酸素誘発剤のいずれに対しても耐性を示さなかった。また、MT-/-のCd耐性細胞への^<109>Cdの取込は親株のMT-/-細胞に比べて、約10%の非常に低い値を示した。このことから、Cdのトランスポートにかかわる何らかの因子が本細胞株では増幅している可能性があり、現在検索中である。このように、本研究において確立したMT遺伝子欠損マウス由来の細胞株を用いることにより、MT以外のシスプラチン耐性因子、あるいはCd耐性因子を見いだすことが可能になった。

Research Products

• [Publications] Nakagawa, I. et al.: "Effect of glutathione depletion on metallothionein synthesis induced by paraquat in mice." Tohoku J. Exp. Med.177. 249-262 (1995)
• [Publications] Nakagawa, I. et al,: "Effect of preinduction of metallothionein on clastogenicity of anticancer drugs in mice." Mutat. Res.348. 37-43 (1995)
• [Publications] Nakagawa, I. et al.: "Induction of renal metallothionein synthesis by cis-diamminedichloroplatinum (II) in glutathione depleted mice." J. Trace Elements Exp. Med.8. 211-219 (1995)
• [Publications] Woo, E. S. et al.: "Nucleophilic distribution of metallothionein in human tumor cells" Exp. Cell Res.224. 365-371 (1996)
• [Publications] Rusnak, J. M. et al.: "Genesis of discrete higher order DNA fragments in apoptotic human prostatic carcinoma cells" Mol. Pharmacol.48. 244-252 (1996)
• [Publications] Lazo, J. S. et al.: "Enhanced sensitivity to oxidative stress in cultured embryonic cells from transgenic mice deficient in metallothionein I and II genes." J. Biol. Chem.270. 5506-5510 (1995)
• [Publications] Kondo, Y. et al.: "Metallothionein null cells have increased sensitivity to anticancer drugs." Cancer Res.55. 2021-2023 (1995)
• [Publications] Kondo, Y. et al.: "Metallothionein localization and cisplatin resistance in human hormone-independent prostatic tumor cell lines." Cancer Res.55. 474-477 (1995)