シトクロムP450が生成する活性酸素による腎障害発症のメカニズムの解明

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08670185
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 今岡 進 大阪市立大学, 医学部, 講師 (60145795)
• Keywords: シトクロムP450 / 活性酸素 / フリーラジカル / 腎障害

Research Abstract

P450が生成する活性酸素やフリーラジカルが関与していると考えられる腎障害などの組織障害のメカニズムを解明する目的で、各P450分子種がどの様な活性酸素種を生成するのかを電子スピン共鳴(ESR)で検討した。ラット肝臓および腎臓から精製したCYP1A1, 1A2, 2B1, 2C11, 2E1, 3A2, 4A2について検討したところ、CYP1A2, 2B1, 2C11, 3A2が、すいてCYP2E1, 4A2がそれぞれNADPHとNADPH-P450 reductase存在下に高いヒドロキシラジカル生成活性を示した。CYP2E1や4A2は糖尿病やアルコール投与によって誘導される分子種で、腎臓や肝臓においてそれらの含量が何倍も上昇していることを明らかにしている。さらに、フリーラジカル生成によって腎障害を起こすと考えられている抗ガン剤シスプラチンの腎臓に及ぼす影響を検討したところ、この薬物投与によってCYP2E1や4A1の誘導が見られた。一方、これらのP450分子種が生成する活性酸素の細胞に対する影響を直接調べるために、umu遺伝子(DNAが壊れると発現する遺伝子)を導入したサルモネラ菌の存在下にP450を反応させたところ、CYP1A2ついでCYP2E1, 4A2がumu発現活性を示し、これらの分子種によって生成される活性酸素が細胞中のDNAを破壊することを明らかにした。さらに、P450が生成するヒドロキシラジカルはsuperoxide dismutaseによって強く抑制された。これらの結果は、P450はまずsuperoxideを生成し、それがヒドロキシラジカルに変化し、細胞に障害を与えていること、そしてフリーラジカルによる細胞傷害が問題とされる糖尿病やシスプラチン投与において、活性酸素を生成するP450の含量が上昇していることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Y.Tamura et al.: "Effects of ischemia-reperfusion on individual cytochrome P450 isoforms in the rat kidney" Life Sciences. 60・2. 143-149 (1997)
• [Publications] S.Kunitoh et al.: "Acetaldehyde as well as ethanol is metabolized by human CYP2E1" J.Pharmacol.Exp.Ther.280・2. 527-532 (1997)