抗酸化剤によるヒト口腔扁平上皮癌細胞死におけるHIF-1αの挙動

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11671853
• Research Institution: Meikai University
• Principal Investigator: 坂上 宏 明海大学, 歯学部, 教授 (50138484)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柏俣 正典 朝日大学, 歯学部, 教授 (30152630)
• Keywords: 抗酸化剤 / ヒト口腔扁平上皮癌 / 細胞死 / アポトーシス / HIF-1α / MnSOD / bax / NO

Research Abstract

ヒト口腔扁平上皮癌HSC-2細胞は、低酸素状態においては、HIF-1αのHREへの結合が増加する。この時、抗酸化剤のNACや細胞内移行型のGSH ethylesterは、この反応を抑制するが、アスコルビン酸の抑制効果は、極僅かなものであった。一方、プロモーター領域にヒトVEGFの、HREをtandemにrepeatしたluciferase遺伝子を安定に発現する変異株を作成して、レポーターアツセイで、HIF-1の活性化を検討したが、通常酸素状態で高濃度のアスコルビン酸を添加6時間後で、全く誘導が認められなかった。これに対して、HL-60細胞においては、高濃度(5mM)アスコルビン酸によるアポトーシス誘導の過程では、濃度依存的にHIF-1αのmRNAの発現が、添加1時間以内に約2.5倍ほど増加することがRT-PCR解析で判明した。これは、アスコルビン酸添加により培養液中の酸素が消費して、hypoxiaが誘導されること、そして酸素供給に必要なタンパク質を発現するように細胞側が対応することを示している。これらのタンパク質を同定すること、また、HIF-1αのmRNAの誘導にもかかわらずHIF-1の活性化に至らずに細胞死に至る機構の解明は、今後の研究テーマである。緑茶主成分のEGCGや、イソフラボンは、リポ多糖によるマウスマクロファージRaw264.7細胞の活性化(NO、シトルリン、アスパラギン、TNF産生)を抑制するとともに、Raw264.7細胞にアポトーシス(TUNEL陽性細胞の出現、baxの発現促進、iNOS, SOD1の発現抑制)の誘導した。Baxの発現は、(抗酸化作用を示す)低濃度では低下するが、(酸化作用を示す)高濃度では増加し、2相性の調節機構が示唆された。高濃度の抗酸化剤は、HIF-1αとは対照的に、ミトコンドリアのMnSOD活性やMnSOD mRNAの発現を有意に低下させた。アポトーシスの進行過程で、細胞が低酸素・酸素ストレスに対処する機構として、HIF-1αやMnSODmRNAの発現調節を独立的に働かせている可能牲を示唆する。

Research Products

• [Publications] Imai K: "Radical scavenging activity and cytotoxicity of phenethyl ether and cinnamic aminde derivatives"Anticancer Res. 22(印刷中). (2002)
• [Publications] Miyamoto M: "Tumor-specificity and radical scavenging activity of poly-herbal formula"Anticacner Res. 22(印刷中). (2002)
• [Publications] Zhang W: "Decline of superoxide dismutase activity during antioxidant-induced apoptosis in HL-60 cells"Anticacner Res. 22(印刷中). (2002)
• [Publications] Suzuki F: "Stimulation of arginine consumption and asparagine production in LPS-activated macrophages"Anticacner Res. 22(印刷中). (2002)
• [Publications] Tashiro M: "Effects of prenylfiavones from Sophora species on growth and activation of mouse macrophage-like cell lines"Anticacner Res. 22(印刷中). (2002)
• [Publications] Taniguchi S: "Production of bioactive triterpenes by Eriobotyra Japonica calli"Phytochemistry. 59. 315-323 (2002)
• [Publications] Watanabe K: "Cycloartane glycosides from the Rhizomes of Cimjicifuga racemosa and their cytotoxic activities"Chem Pharm Bull. 50. 121-125 (2002)
• [Publications] Motohashi N: "Biological activity of a vegetable,"Anastasia red", a series of sweet pepper"Phytotherapy Res. (印刷中). (2001)
• [Publications] Zhang W: "Synergistic cytotoxic action of vitamin C and vitamin K_3"Anticancer Res. 21. 3439-3444 (2001)
• [Publications] Motohashi N: "Biological activity of a fruit vegetable, "Anastasia green", a series of sweet pepper"In vivo. 15. 437-442 (2001)
• [Publications] Shirataki Y: "Antioxidative activity of a folklore plant Allium vicorialis L"Anticancer Res. 21. 3331-3340 (2001)
• [Publications] Jiang Y: "Inhibition of chlorogenic acid-induced cytotoxicity by CoCl_2"Anticancer Res. 21. 3349-3354 (2001)
• [Publications] Shi Y-Q: "Cytotoxic and DNA damage-inducing activities of low molecular weight phenols from rhubarb"Anticancer Res. 21. 2847-2854 (2001)
• [Publications] Shirataki Y: "Relationship between cytotoxic activity and radical intensity of isoflavones from Sophora Species"Anticancer Res. 21. 2643-2648 (2001)
• [Publications] Sakagami H: "Production of hydrogen peroxide and methionine sulfoxide by epigallocatechin gallate and antioxidants"Anticancer Res. 21. 2633-2642 (2001)
• [Publications] Sakagami H: "Changes in amino acid pool and utilization during the apoptosis of HL-60 cells induced by epigallocatechin gallate or gallic acid"Anticancer Res. 21. 2441-2448 (2001)
• [Publications] Okayasu H: "Cytotoxic activity of vitamin K_1, K_2 and K_3 against human oral tumor cell lines"Anticancer Res. 21. 2387-2392 (2001)
• [Publications] Aoki K: "Modification of apoptosis-inducing activity of gallic acid by saliva"Anticancer Res. 21. 1879-1883 (2001)
• [Publications] 坂上 宏: "基礎研究と口腔がん治療への応用の可能性について(その3)ポリフェノールとがん治療"Hosp. Dent.. 13. 2-13 (2001)
• [Publications] Kuroda M: "Steroidal glycosides from the bulbs of Camsssia leichtlinii and their cytotoxic activities"Chem Pharm Bull. 492. 726-731 (2001)
• [Publications] Furuya S: "Cytotoxic activity of saponins from Camassia leichtlinii against human oral tumor cell lines"Anticancer Res. 21. 959-964 (2001)
• [Publications] Terasawa K: "Cytotoxic activity of 5-benzoylimidazole and related compounds against human oral tumor cell lines"27. 1081-1086 (2001)
• [Publications] Shirataki Y: "In vitro biological activity of prenylflavanone"Anticancer Res. 21. 275-280 (2001)
• [Publications] Asano K: "Tumor-specific action of sodium 5, 6-benzylidene-L-ascorbate in N-nitrosodiethylamine-administered mouse model"Anticancer Res. 21. 281-284 (2001)
• [Publications] Shi Y-Q: "Cytotoxic flavonoids with isoprenoid groups from Morus mongolica"J Natural Products. 64. 181-188 (2001)
• [Publications] Hou A-J: "Benzophenones and xanthones with isoprenoid groups from Cudrania cochinchinensis. J"J Natural Products. 64. 65-70 (2001)