内皮細胞フロントライン防衛酵素の機能低下に起因する病態の発症とその分子機構

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12672113
• Research Institution: Gifu Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 足立 哲夫 岐阜薬科大学, 薬学部, 助教授 (40137063)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 太崎 博美 産業医科大学, 医学部, 助教授 (60216950) ; 原 宏和 岐阜薬科大学, 薬学部, 研究助手 (30305495)
• Keywords: スーパーオキシドジスムターゼ / 一酸化窒素 / 内皮細胞 / ヘパラン硫酸プロテオグリカン / 動脈硬化 / 酸化ストレス / EC-SOD

Research Abstract

最近,動脈硬化等の血管系疾患が炎症病態として捉えられるようになってきた.血管腔区画に相対する血管内皮細胞のゾーンディフェンスラインを形成している活性酸素消去酵素extracellularsuperoxide dismutase(EC-SOD)は,血管トーヌスに関与している一酸化窒素(NO)について,その産生細胞である内皮細胞から標的細胞である平滑筋細胞への移行を制御するとともに,血管腔内で発生する活性酸素を効率よく消去し,血管壁のホメオスタシスの維持に貢献している.感染・炎症反応においては,誘導型NO合成酵素の発現を介して過剰に発生したNOやそれ由来の窒素酸化物が多彩な病態生理活性を発現することが知られている.EC-SODは活性酸素を消去することにより,NO代謝を制御しているが,それ自身の機能も逆にNO代謝物により制御されるている可能'性がある.そこで本研究では,NOあるいはその代謝物がEC-SODの血管腔内での存在様式にどのような影響を及ぼしているかを解明することを目的とした.その結果,(1)ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC),ウシ大動脈内皮細胞(BAEC)へのr-EC-SOD結合量はNO供与体であるSNAP、NOR4の添加により濃度依存的に有意に低下した.(2)ヒト単球J-774A-1細胞をLPSにて刺激した場合,NO産生が亢進されたことを確認した後,HUVECを上記のLPS刺激J-774 A-1細胞と共培養した結果,HUVECへのr-EC-SOD結合量は有意に低下した.さらに,NO合成酵素阻害剤であるL-NNAを同時に添加した場合,r-EC-SOD結合量は回復した.(3)ヘパリン結合プレートへのr-EC-SOD結合量もSNAP、NOR4の濃度依存的に低下した.さらにこの作用は亜硝酸塩の処理によっても認められた.以上の結果から,体内で過剰に産生されたNOは血管内皮に局在するグリコサミノグリカン類の機能低下をもたらし,EC-SODの血管系における存在様式を変化させることが示唆された.これにより活性酸素に対する血管内皮細胞の防御能が低下し,酸化ストレスに起因する疾患の発症や進展に結びついていることが推察された.

Research Products

• [Publications] Tetsuo Adachi, et al.: "Heparin-stimulated expression of extracellular-superoxide dismutase in human fibroblasts"Atherosclerosis. 159. 307-312 (2001)
• [Publications] Tetsuo Adachi, et al.: "Extracellular-superoxide dismutase in cerebrospinal fluid from infants/children"Clin.Chim.Acta. 308. 191-193 (2001)
• [Publications] Masayuki Yamamoto, et al.: "Nitric oxide and its decomposed derivatives decrease the binding of extracellular-superoxide dismutase to the endothelial cell surface"FEBS Lett.. 505. 296-300 (2001)
• [Publications] Tetsuo Adachi, et al.: "Heparin-affinity of human extracellular superoxide dismutase in the brain"Biol.Pharm.Bull.. 24. 191-193 (2001)
• [Publications] Hiroyuki Takatsu, et al.: "Overexpression of EC-SOD suppresses endothelial cell-mediated LDL oxidation"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 285. 84-91 (2001)
• [Publications] Satoshi Iyama, et al.: "Treatment of murine collagen-induced arthritis by ex vivo extracellular superoxide dismutase gene transfer"Arthritis Rheum.. 44. 2160-2167 (2001)
• [Publications] 前畑英介: "糖尿病患者における高Superoxide dismutase(SOD)血症-Extracellular(EC)-SODの依存性について-"糖尿病. 44. 935-941 (2001)
• [Publications] Hirokazu Hara, et al.: "Contribution of hepatocyte nuclear factor-4 to down-regulation of CYP2D6 gene expression by nitric oxide"Mol.Pharmacol.. 61. 194-200 (2002)
• [Publications] Masayuki Yamamoto, et al.: "The expression of extracellular-superoxide dismutase is increased by lysophosphatidylcholine in human monocytic U937 cells"Atherosclerosis. (in press). (2002)
• [Publications] 原 宏和: "磁気共鳴と医学 Vol 12(小澤俊彦, 吉川敏一)"日本医学館. 4 (2001)
• [Publications] 山田晴生: "別冊・医学のあゆみ 酸化ストレス -フリーラジカル医学生物学の最前線-(吉川敏一)"医歯薬出版. 4 (2001)