2013 Fiscal Year Research-status Report
免疫機能に影響するマクロファージの酸化還元状態に対するβ-カロテン介入機序の解明
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25504006
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
山西 倫太郎 徳島大学, 大学院ヘルスバイオサイエンス研究部, 准教授 (30253206)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | β‐カロテン / マクロファージ / グルタチオン / グルタミン酸システインリガーゼ / JNK |
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| Research Abstract |
抗原提示細胞の酸化還元状態は、免疫系の司令塔であるヘルパーT細胞の分化に影響する。一方、マウスに高ビタミンEとともにβ-カロテンを摂取させた場合、抗原投与により誘導されるIgE抗体の産生が低下し、1型ヘルパーT細胞活性が亢進する。これに対して、β-カロテンが抗原呈示細胞の酸化還元状態の調節を介して免疫系に影響を及ぼしたのではないかとの仮説を立て、それを検証するため抗原提示細胞の一種であるマクロファージの培養細胞RAW264細胞を用いて種々の検討を行い、その結果、β-カロテンを培地に添加すると、マクロファージ内において抗酸化物質グルタチオン（GSH）を合成する酵素であるグルタミン酸システインリガーゼ（GCL）の産生が誘導され、GSH量が増加することを見出している。本研究では、β‐カロテンがGCL産生をもたらすまでのメカニズムを解明する目的で、酸化還元に対する感受性が報告されているmitogen-activated protein kinase（MAPK）に関する実験を行った。MAPKsであるJNK・ERK1/2・p38 MAPKそれぞれに対する特異的阻害剤を用いて、β‐カロテンによるRAW264細胞内GSH量増加に対する影響を検討したところ、JNK阻害剤を用いた場合にのみ阻害された。この時、β‐カロテンによるGCL産生誘導も阻害された。さらに、β‐カロテンによりRAW264細胞内でJNKリン酸化が誘導されることも判明した。以上の結果から、β‐カロテンによるRAW264細胞内GSH量増加には、JNK系が関与していることが明らかとなった。これを、食品系のジャーナル最上位のMol. Nutr. Food Res誌に投稿し、受理された（現在、印刷中）。今後は、β‐カロテン代謝物の一つであるレチノイン酸関与の有無や、JNKより上流の細胞内情報伝達メカニズムの解明を中心に検討したい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
培養細胞を用いた実験により、β‐カロテンがMAPKの一種であるJNKの活性化（＝リン酸化）を介してGCL産生を誘導した結果、細胞内GSH量が増加することを明らかにした。「β‐カロテンが生体の抗酸化性に寄与する」と語られることは多いが、これまで植物では明らかであったものの、動物における作用については、科学的な裏付けは皆無と言ってよい状況であった。本研究で、β‐カロテンが動員する細胞内メカニズムの一端が明らかになったことにより、科学的な裏付けを持ってβ‐カロテンの抗酸化性について、語ることができるようになった。この成果を食品系で最上位のジャーナルで公表することができたので、おおむね順調に進展していると評価してよいと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の論文投稿過程（査読者とのやり取り）で、β‐カロテン代謝物の一つであるレチノイン酸による作用との関係を明確にしておくことの重要性について再認識するに至った。そこで、26年度は、レチノイン酸受容体RAR、RXRに対する特異的阻害剤を用い、RAW264細胞に対するβ‐カロテンのGSH増加作用への阻害作用の有無を検討する。阻害した場合は、β‐カロテンによるRAW264細胞中のGCLサブユニットタンパク質や同ｍRNA産生に対する影響について検討する。さらに、JNK系とレチノイン酸受容体系との関係性も明らかにする必要がある。レチノイン酸の関与が否定された場合には、当初の計画通り、JNKより上流の因子について解明をすすめる。また、余裕があればであるが、動物個体（マウス）を用いた研究の予備実験も進めておきたいと考えている。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度は実験の失敗が少なく、当初の予定よりも消耗品などの消費が少なかったため次年度使用額が生じた。
平成25年度の未使用額については平成26年度申請額と合わせて、前述の通り、培養細胞実験系においてはまずレチノイン酸受容体系の関与を検討し、一方、マウス摂食実験を行う前段階として、最適な基本餌の条件に関する検討も行いたいと考えている。
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Research Products
(1 results)
