組織内活性型ビタミンK:メナキノン-4の新規生理機能の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13660115
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 駒井 三千夫 東北大学, 大学院・農学研究科, 助教授 (80143022)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 道子 東北大学, 農学部, 教務職員 (60250734) ; 白川 仁 東北大学, 大学院・農学研究科, 助手 (40206280) ; 古川 勇次 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (60005626)
• Keywords: ビタミンK / メナキノン-4(Mk-4) / ラット / Mk-4生成酵素 / DNAマイクロアレイ

Research Abstract

我々はこれまで、メナキノン-4(MK-4)は、ほ乳類(ラット、マウス、ヒト由来細胞株)や鳥類の組織内で種々のビタミンK(VK)同族体(ナフトキノン骨格)から生成される、新規の生理活性を有するVIK同族体と推定してきた。血液凝固因子の生成がすべてのVIKのもつ機能であるが、MK-4だけはそれ以外にも重要な機能のあることが示唆されてきた。すなわち、すでに破骨細胞および白血病細胞のアポトーシス誘導作用が有名である。MK-4は各組織に分布して、重要性理機能を果たしている可能性が強い。それを解明するのが本研究の最終課題である。そのためには、各組織におけるMK-4生成機構を解明する必要がある。まずは、生成酵素の精製とDNAマイクロアレイ技術によって、この課題を解明しようと企図した。
まず、酵素の精製については、細胞内膜画分からの可溶化によって活性が大きく低下したことから、MK-4合成酵素は膜に結合していることが活性を維持する条件であることが示された。現在、膜結合型酵素の精製手法を利用して、具体的に精製を進めつつある。DNAマイクロアレイ法では、VK欠乏時またはVK添加時に変化する遺伝子種を検索し、発現量の変化を指標としてVKの新規生理作用を推定する実験を行った。すなわち、種々の臓器からトータルRNAを調製して、実験群ごとにプールしたものを鋳型にしてcDNAを作成し、これを市販DNAマイクロアレイとハイブリダイゼーションさせた。その結果、肝臓においては急性期相タンパク質に属する一連の遺伝子の発現が、VK欠乏群で顕著に上昇していることが明らかにされた。

Research Products

• [Publications] 白川仁, 古川勇次, 駒井三千夫 他: "無菌ビタミンK欠乏ラットを用いたビタミンKの新規生理作用の検索-DNAマイクロアレイによるアプローチ-"無菌生物. 31・2. 50-53 (2001)
• [Publications] 駒井三千夫, 白川仁, 古川勇次, 他: "組織内メナキノン-4生成機構の解析"ビタミン. 75・4. 237-237 (2001)
• [Publications] 駒井三千夫, 白川仁, 古川勇次, 他: "ラットおよびウシの臓器を用いたメナキノン-4生成機構の解析"ビタミン. 76・2. 96-97 (2002)