2020 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
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19K10364
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| Research Institution | Meikai University |
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Principal Investigator |
村上 幸生 明海大学, 歯学部, 准教授 (00286014)
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2019-04-01 – 2024-03-31
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| 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 |
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| 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。Heme oxygenase 1 (HO-1)は、ヘムのビリベルジン、遊離鉄、一酸化炭素への分解を触媒し、生体内での免疫反応と炎症を抑制し、抗炎症作用、抗酸化作用、および抗増殖作用を示すヘム酸素添加酵素である。そこで今回の研究では、eugenolとbis-eugenolのHO-1誘導作用と転写因子活性化について検討した。bis-EugenolはHO-1発現を時間的濃度依存性に促進したが、eugenolはHO-1発現をbis-eugenolの1/3程度しか促進しなかった。E.coli LPSを刺激剤として処理したところ、bis-eugenolはCOX-2とTNF-α mRNAの顕著な抑制を示したが、eugenolに抑制効果は見られなかった。bis-eugenol はLPSの有無に関わらずHO-1発現を誘導した。
一方、HO-1遺伝子発現機構は、遺伝子上流に存在する抗酸化剤応答配列AREまたは親電子性物質応答配列EpREを介した転写レベルの発現調節が必要で、この転写調節にはロイシンジッパー転写因子であるNuclear factor-erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) が重要な役割を演じている。bis-EugenolはNrf2を活性化しのAREへの結合を促進した。しかし、eugenolには認められなかった。今回の結果は、bis-eugenolがNrf2活性化因子の1つであることが明らかになり、curcuminやmagnololなどのeugenol関連化合物二量体の抗酸化／抗炎症メカニズムを再評価するうえにおいて興味ある知見を得たと考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
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HO-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抗酸化性フェノール関連化合物のうちeugenol関連化合物のHO-1発現誘導作用とその転写因子調節作用を検討してみた。その結果、bis-eugenolはHO-1を誘導しNrf2活性化因子の1つであることが明らかになったことから、今後の抗酸化性フェノール関連化合物による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。一方、COVID-19感染症の蔓延により我々は研究時間の短縮を余儀なくされ、消耗品研究資材も品薄となり例年の研究実績より遅れてしまったと反省している。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いるが、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は不透明のままである。本年度は研究活動の再活性化により遅れを取り戻せるように努力する。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度の研究達成度はやや遅れていると考えることもあり、ピッチを上げて引き続き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HO-1発現の関与については詳細な検討を行い、過去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、とりわけNrf2の調節作用を探索しようと考える。
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| 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2年度はそれに加えてCOVID-19蔓延により時間短縮や在宅勤務、PCR関連消耗品の品薄状況もあり次年度使用額が多少多く発生した。令和3年度はハード・ソフトとも研究環境の立て直しを図り、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。
次年度使用額の使用計画としては、数年来の研究より抗酸化性フェノール関連化合物の抗炎症作用における酸化/抗酸化のメカニズムが明確になりつつあるので、これらの関与を明らかにするためにReal-time PCR法で酸化還元に関与するいくつかの分子に対する新規プライマーを購入する。さらに、組織細胞における誘導型の生理活性物質産生に及ぼす多種の抗酸化性フェノール化合物による調節作用を継続して検討するためプライマーを補充購入する。また、その情報伝達機構の解明のためのWestern blotに使用する抗情報伝達関連タンパク質抗体、抗転写因子抗体を購入する。これらから得られる結果より、効果的なNSAIDs様作用をもつ抗酸化性フェノール関連化合物をつきとめ、ラジカル産生を介する慢性炎症や難治性疾患の分子生物レベルにおける遺伝子転写調節に応用していきたいと考える。
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Research Products
(1 results)
