2020 Fiscal Year Annual Research Report
Verification of reduction of superoxide toxicity by nitric oxide (NO) synthase and exogenous NO
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18K06948
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
藤井 順逸 山形大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00222258)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 一酸化窒素 / スーパーオキシド / マクロファージ / ペルオキシ亜硝酸 / NOS2 / SOD11 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一酸化窒素(NO)はスーパーオキシドと拡散律速で反応しその反応速度はスーパーオキシドの消去酵素・SODをも凌駕するが、その結果生成するペルオキシ亜硝酸イオンが細胞を酸化障害するため、むしろ有害とする見方が多い。本研究では、誘導型NO合成酵素(NOS2)に由来するNOがスーパーオキシドと反応することでその毒性を抑えているとの仮説を立て、SOD1とNOS2の二重欠損マウスを作製して検証した。さらに鉄依存性の細胞死（フェロトーシス）に対してNOが保護効果を有する可能性についても検討した。
盲腸結紮穿刺による敗血症モデルでは、野生型マウスに比べて NOS2欠損マウスは重篤な症状を示し早期に死亡したことから、NOS2が保護的に働くことが示唆された。SOD1単独欠損および二重欠損マウスから腹腔マクロファージを単離して比較検討したところ、NOドナーを添加することで生存が改善され、NOがスーパーオキシドの毒性を軽減することが明らかになった。
シスチン輸送体であるxCTを欠損するマウス由来の線維芽細胞は、通常の培養条件下でも鉄依存性の細胞死（フェロトーシス）により死滅する。しかしxCT欠損マクロファージではNOやグルタチオン産生が低下し酸化ストレスが亢進しているが、フェロトーシスを起こすことはない。マクロファージ生存のするしくみを明らかにするためにプロテオミクス解析を行ない、グルタチオン合成系にシステインを供給すると考えられるジペプチダーゼを同定した。さらにゲノム編集によるノックアウトマウスを作製し、肝障害剤に対する感受性が増すことを確認した（論文投稿中）。
NOがシステイン欠乏によって誘導されるフェロトーシスを抑制することが分かったので、その機構解明のための検討を行い、過酸化脂質ラジカルによるフェロトーシス誘導能を消失させることが示唆された（論文作成中）。
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