超音波刺激による遺伝子発現誘導とそのシグナル伝達の解析

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16500314
• Research Institution: Toyama Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 小川 良平 富山医科薬科大学, 医学部, 講師 (60334736)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 隆 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (40143937) ; 趙 慶利 富山医科薬科大学, 医学部, 教務職員 (90313593) ; 田渕 圭章 富山医科薬科大学, 生命科学実験センター, 助教授 (20322109)
• Keywords: 超音波 / ヘムオキシゲナーゼ1 / プロモーター / シクロオキシゲナーゼ2 / 活性酸素

Research Abstract

由来の異なる8種類のヒト細胞について調べたところ、2種類の細胞で超音波照射後にヘムオキシゲナーゼ1(HO1)の発現誘導が認められた。これらの細胞の超音波によるHO1発現誘導は、超音波の強度および照射時間に依存した。また、この発現誘導は超音波照射時の温度上昇には関与せず、活性酸素消去剤であるN-アセチルシステイン(NAC)の存在下で抑制された。超音波照射後のNAC添加でも抑制されることから、長寿命である過酸化水素などの関与が考えられた。しかし、培養細胞へのカタラーゼ添加ではHO1誘導は抑制されなかった。一方、グルタチオンモノエチルエステル、ジメチルスルフォキシド、マンニトールなどの活性酸素消去剤の添加でHO1誘導が抑えられることから、細胞内で二次的に発生する活性酸素の関与が示唆された。実際、細胞内活性酸素の供給源となりうるミトコンドリア膜電位の低下が認められ、その損傷が示唆された。また、それに伴う細胞内スーパーオキシド濃度の上昇も認められた。現在カタラーゼおよびスーパーオキシドディスムターゼ高発現細胞株の構築を進めており、さらに詳細な解析を行う予定である。これと平行して、HO1のプロモーター領域をルシフェラーゼの上流にクローニングした一連のベクターを構築し、超音波によるHO1誘導に関与する部位の同定を試みている。これまでの解析により、mRNA合成開始部位上流4kb領域を含むDNA断片に、超音波に反応する部位が存在することを突き止めた。シクロオキシゲナーゼ2に関しては、プロモーター領域のDNA断片をルシフェラーゼ遺伝子の上流にクローニングしたベクターを構築し、ヒトの骨芽細胞に導入後超音波照射を行い、ルシフェラーゼの発現が誘導される条件を検討中である。