脂肪細胞の分化誘導と質的変化を制御するアラキドン酸カスケード反応の分子調節機構

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14560099
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 横田 一成 島根大学, 生物資源科学部, 教授 (90158361)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 浩二 島根大学, 生物資源科学部, 助手 (30304257) ; 地阪 光生 島根大学, 生物資源科学部, 助教授 (60243424)
• Keywords: 脂肪細胞 / 核内受容体 / エイコサノイド / アラキドン酸 / プロスタグランジン / アイソフォーム / シクロオキシゲナーゼ / 15-デオキシ-Δ^<12,14>-PGJ_2

Research Abstract

脂肪細胞のライフサイクルを制御するアラキドン酸シクロオキシゲナーゼ(COX)系代謝産物の生合成能と細胞応答性を解析した。まず、脂肪細胞への分化誘導系としてマウス前駆脂肪細胞株3T3-L1細胞を用いて以下の研究を行った。脂肪細胞のライフサイクルの変化に重要な働きをする核内受容体のペルオキシソーム増殖剤応答因子(PPAR)γを活性化する内因性リガンドとして、エイコサノイド類がある。これまで、それらの生合成の調節機構は不明であった。そこで、強い活性化作用を持つアラキドン酸カスケード反応のひとつのCOX経路により生成されるプロスタグランジン(PG)J_2誘導体、特に、15-デオキシ-Δ^<12,14>-PGJ_2(15d-PGJ_2)を特異的に感度よく測定する免疫測定法の開発研究を行った。その結果、作成された標準曲線の測定範囲は、非常に高感度で、1pgから1ngの範囲で測定が可能であった。調製した単クローン抗体の特異性を評価するため、他のCOX経路でつくられる代謝産物に対する交差反応性を調べた。その結果、PGD_2に対して高い交差反応性を示した他は、他のPGA_2,PGB_2,PGE_2,PGF_<2α>,6-ケト-PGF_<1α>、そしてTXB_2などの他のプロスタノイド類に対する交差反応性は、より低いものであった。従って,測定感度も抗体の反応特性も満足するべきものであった。現在、脂肪細胞の実験系での測定の適用を行っている。脂肪細胞への分化誘導能を示すマウス3T3-L1細胞の脂肪細胞への分化誘導過程におけるアラキドン酸COX反応経路の遺伝子発現様式について詳細に検討した。脂肪細胞の分化誘導過程には、生育期、分化誘導期、成熟期がある。これらの脂肪細胞のライフサイクルの変化に伴うプロタノイド生合成系のCOXやPG合成酵素のアイソフォームの発現様式を検討した。その結果、それぞれ、独特な発現様式が明らかになった。

Research Products

• [Publications] K.Yokota, S.Lu et al.: "Molecular biology and biochemistry of lipoxygenases and related pathways"New Horizons in Biotechnology. (in press). (2003)
• [Publications] S.Lu, M.Ohya et al.: "Specific gene expression of isoforms in cyclooxygenase pathway to generate PGJ_2 derivatives during the differentian of 373-L1 adipocytes"Advances in Prostaglandin, Leukotriene and Other Bioactive Lipid Research. (in press). (2003)
• [Publications] K.Nishimura, H.Tsumagari et al.: "Prostaglandin F_<2α> protected cultured Madin-Darby canine kidney cells from the development of apoptosis induced by 12-o-tetradecanoyl phor.-β-acetate"Advances in Prostaglandin, Leukotriene and Other Bioactive Lipid Research. (in press). (2003)
• [Publications] K.Nishimura et al.: "Regulation of apoptosis through the arachidonate cascade in mammalian cells"Applied Biochemistry and Biotechnology. 102-103. 239-250 (2002)
• [Publications] K.Nishimura et al.: "Lipoxygenase inhibitor-induced apoptosis in Madin-Darby canine kidney cells"Oxygen and Life-Oxidases and Lipid Mediators. 357-364 (2002)
• [Publications] 横田一成: "第12回プロスタグランジン、ロイコトリエン、および他の生理活性脂質の進展に関する国際会議"日本農芸化学会誌. 77(2). 170-172 (2003)
• [Publications] 横田一成: "アラキドン酸カスケードQ & A,室田誠逸編"医薬ジャーナル社(大阪). 30-32 (2002)