2019 Fiscal Year Research-status Report

Redox感受性転写因子活性化に及ぼすフェノール関連化合物の調節作用を探る

Research Project

Project/Area Number	19K10364
Research Institution	Meikai University
Principal Investigator	村上幸生明海大学, 歯学部, 准教授 (00286014)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords	歯学 / 抗酸化性フェノール / 酸化還元 / Redox感受性転写因子 / 炎症反応
Outline of Annual Research Achievements	著者らは以前、ラジカル化し難い構造のフェノール関連化合物が抗酸化作用を介して多くのredox感受性転写因子の転写調節作用を持つ可能性を示した。また、本化合物はprooxidantとantioxidantの両方の性質を持つことから、PDT（Photo dynamic therapy：光線化学療法）でより強力な効果を誘導する可能性があった。そこで今回の研究では、その構造体の中にフェノール環を有する抗酸化性の広域抗菌剤で、可視光線による励起作用が知られているtetracycline (TC)とその関連化合物を使用して、これらの化合物の抗酸化／抗炎症作用に及ぼす可視光線照射の影響とPDTの効果について検討した。TCは0.4mMでRAW264.7細胞のLPS刺激COX-2、TNF-α、NOS2発現を促進したが、minocycline (MC)は顕著に抑制した。2種類のポリフェノール（resveratrol、quercetin）はそれぞれ単独でLPS刺激COX-2、TNF-α、NOS2発現を顕著に抑制した。しかし、TCやMCを共存させてもその抑制効果をさらに促進することはなかった。歯科用のG-Light Prima-II Plus LED可視光線照射器を使用してTC、MCのLPS刺激COX-2、TNF-α、NOS2発現動向を検討したところ、TCは光照射によってこれらの発現を顕著に抑制したがMCは未照射と大差はなかった。一方、TCをRAW264.7細胞へ単独処理し光照射するとヘム酸素添加酵素Hmox-1発現が顕著に誘導された。今回の結果は可視光線照射がTCに構造変化をもたらしredox感受性転写因子の活性化を介してHmox-1発現を刺激し抗炎症性が付与されたものと考えた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 数年来の研究において、著者らは低細胞傷害性で自動酸化し難い抗酸化性フェノール関連化合物を探査し、それらのうちのいくつかがRAW264.7細胞の生理活性物質発現を調節できることを証明してきた。このメカニズムの多くは向炎症性の転写因子の抑制的調節に導かれるものであると考えられたが、一方で抗酸化を司る転写因子活性化調節のメカニズムの一つにヘム酸素添加酵素Hmox-1発現の関与が示唆されてきた。それゆえ、今回の研究においては可視光線励起性でフェノール環を有する抗酸化性抗菌薬を用いて抗炎症作用とHmox-1発現を検討してみた。その結果、可視光線照射によって励起された本化合物ではこの遺伝子の発現上昇と抗炎症性が相関したことから、当初の目的の一つであったPDTによるredox感受性転写因子の活性化機構の解明に一石を投じることができたと考える。また、抗酸化性／抗炎症性に関してHmox-1発現の関与がより一層強く示唆されたことは、今後のredox感受性転写因子の調節機構の解明に大きな道筋を与えたことになった。過去の研究実績より、細胞刺激物誘導性の生理活性物質の抑制効果を示す抗酸化性フェノール関連化合物の至適濃度はある程度予想がついており、また、酸化還元に強く関与する化合物や遺伝子発現を通して抗酸化性フェノール関連化合物の抗炎症作用やredox感受性転写因子の活性化調節機構の仕組みが解明されつつある。また、定量的構造活性相関からも転写因子調節作用が示唆されることから概して順調な進捗状況であると考える。
Strategy for Future Research Activity	令和元年度の研究達成度は概ね達成をしていると考えることから、引き続きRAW264.7細胞などを使用して抗酸化性フェノール関連化合物の細胞刺激物誘導性の生理活性物質発現におよぼす調節作用を検討する。また、細胞核蛋白質を回収し細胞刺激物誘導性のredox感受性転写因子活性化におよぼすこれらの化合物の調節作用の検討を進める。このメカニズムのうち、とりわけヘム酸素添加酵素Hmox-1発現の関与については詳細な検討を行い、この酵素の障害物質であるプロトポルフィンを使用して本当にHmox-1が抗炎症と抗酸化をつなげる鍵となる酵素であるのか、以前に抗炎症性が明らかになった抗酸化性フェノール関連化合物にも追試験を行い検討を加えてみるつもりである。今後の展開として、フェノール関連化合物の抗酸化／抗炎症メカニズムを考察するうえにおいてこれらの化合物の抗酸化応答エレメント刺激作用とそのredox感受性転写因子の調節作用を探索しようと考える。
Causes of Carryover	数年来実験資源のコストダウンと省力化を図り、実験に使用する器具や試薬を割引価格で購入できたことが多かった。令和元年度もそれに準じており次年度使用額が発生した。このことは、研究プロジェクトを効率的に推し進めた結果生じたものであり、次年度にむけて更なる実験アイテムの拡充と多くの実験データの選別や資料の整理に使用したいと考える。