H.pyloriの活性酸素産生制御による遺伝子変異防御

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11877031
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 井上 正康 大阪市立大学, 医学部, 教授 (80040278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 英介 大阪市立大学, 医学部, 助手 (60211942)
• Keywords: 活性酸素 / NO / スーパーオキシド / H.pylori / 遺伝子変異 / 酸化ストレス / 感染防御 / ペルソオキシナイトライト

Research Abstract

これまでに、分子、オルガネラ、細胞、臓器及び個体の各レベルで活性酸素やNOを特異的に代謝制御する方法論を開発し、一酸化窒素(NO)がミトコンドリアの電子伝達系を強く抑制すること、及び大腸菌など、多くの好気性微生物も本作用により有効に殺菌されることを世界に先駆けて報告してきた。強酸性の胃液中では唾液や食物中の亜硝酸から多量にNOが生じ、食物に混在する有害細菌を有効に除去している。しかし、H.pyloriのごとく、胃の酸性環境でも生育して粘膜を障害する細菌もいる。高いウレアーゼ活性が本菌の胃内棲息に重要と考えられているが、NO抵抗性の分子機構は不明であった。本申請者は、本菌が積極的にスーパーオキシドをはじめとする活性酸素を産生して胃液中のNOを消去し、変異原性を有するパーオキシナイトライト(ONOOー)を産生することを見出した。本研究は、H.pyloriの活性酸素産生機構、生じたパーオキシナイトライトの本菌と胃粘膜細胞の遺伝子に対する影響、及びその癌原性を明らかにすることを目的として行われた。
解析の結果、1)H.pyloriのO_2^ー産生機構が本菌の電子伝達系で産生されること、および本分子と菌体の金属よりヒドロキシラジカルが生じることが判明した。また、胃液中のNOとO_2^ーが反応してONOO^ーが生じることも判明した。これにより生じたONOO^ーが菌体蛋白のチロシン残基をニトロ化すること(特異抗体による)、およびこれによりウレアーゼも失活する事が判明した。さらに、ONOO^ーなどから生じるヒドロキシラジカル(*OH)により菌体のDNAが酸化的に損傷されることも判明した。

Research Products

• [Publications] M. Kashiba, E. Kasahara, K. C. Chien, M. Inoue: "Fates and vascular action of s-nitrosoglutathione and related compounds in the circulation"Archives of Biochemistry & Biophysics. 363. 213-218 (1999)
• [Publications] A. Kashiwagi, H. Hanada, M. Yabuki, T. Kanno, R. Ishisaka, J. Sasaki, M. Inoue, K. Utsumi: "Thyroxine enhancement and the role of reactive oxygen species in tadpole tail apoptosis"Free Radical Biology &Med.. 26. 1001-1009 (1999)
• [Publications] Y. Takehara, H. Nakahara, S. Okada, K. Yamaoka, K. Hamazaki, A. Yamazato, M. Inoue, K. Utsumi: "Oxygen concentration regulates NO-dependent relaxation of aortic smooth muscles"Free Rad. Res.. 30. 287-294 (1999)
• [Publications] I. Imada, E. F. Sato, M. Miyamoto, Y. Ichimori, Y. Minamiyama, R. Konaka, M. Inoue: "Analysis of reactive oxygen spieces generated by neutrophils using a chemilumenescence probe L-012"Analytical Biochemistry. 271. 53-58 (1999)
• [Publications] Y. Minamiyama, S. Takemura, T. Akiyama, S. Imaoka, M. Inoue, Y. Funae, S. Okada: "Isoforms of cytochrome P450 on organic nitrate-dereved nitric oxide release in human heart vessels"FEBS Letters. 452. 165-169 (1999)
• [Publications] S. Takemura, Y. Minamiyama, S. Imaoka, Y. Funae, K. Hirohashi, M. Inoue, H. Kinoshita: "Hepatic cytochrome P450 is directly inactivated by nitric oxide, not by inflammatory cytokines, in the early phase of endotoxemia"J. of Hepatology. 30. 1035-1044 (1999)
• [Publications] M. Inoue, M. Nishikawa, E. F. Sato, K. Matsuno, J. Sasaki: "Synthesis of superoxide dusmutase derivative that specifically accumulates in renal proximal tubule cells"Archives of Biochemistry and Biophysics. 368. 354-360 (1999)
• [Publications] R. Konaka, E. Kasahara, W.C.Dunlap, Y. Yamamoto, K. Chien, M. Inoue: "Irradiation of titanium dioxide generates both singlet oxygen and superoxide anion"Free Radical Biol.& Med.. 27. 294-300 (1999)
• [Publications] M. Inoue, M. Nishikawa, E. F. Sato, P. AH-Mee, M. Kashiba, Y. Takehara, K. Utsumi: "Cross-talk of NO, superoxide and molecular oxygen, A majestry of aerobic life"Free Rad. Res.. 31. 251-260 (1999)
• [Publications] O. Pechanova, M. Kashiba, M. Inoue: "Role of glutathione in stabilization of nitric oxide during hypertension developed by inhibition of nitric oxide synthase in rat"Jpa J Pharmacol. 81・22. 223-229 (1999)
• [Publications] Utsumi, K., Takehara, Y., Inai, Y., Yabuki, M., Kanno, T., Nishikawa, M., Sato, EF., Inoue, M.: "Mitochondria, Oxidants, and Aging"Academic Press. 57-71 (1999)
• [Publications] M. Inoue, M. Nishikawa, E. F. Sato, E. Kasahara, K.C. Chien, M. Miyoshi, Y. Takehara, K. Utsumi: "Regulation of energy metabolism by NO and oxyradicals"Elsevier Science. 3-11 (1999)