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新しいタイプの化学伝達物質として注目されている一酸化窒素と化学的性質に類似点が多い一酸化炭素にguanyl cyclase、cGMPを介する化学伝達物質の可能性が示唆されている。従来有毒ガスとして捉えられてきた一酸化炭素の、生体内におけるメッセンジャーとしての生理作用を明らかにし、一酸化窒素と一酸化炭素の作用の関連を知ることは、今後、細胞の情報伝達機構の解明に新たな展開をもたらすものと考えられる。生体内で一酸化炭素を産生するheme oxygenase には2つのisozymeが存在し、一方(HO-1)はヘモグロビンの代謝に伴うヘムの分解に関わる脾臓、肝臓等種々の組織に分布し、各種のストレスにより高度に誘導される。本研究では、まず、一酸化窒素と一酸化炭素の産生の相互の関連について検討するためinterferon-γ(IFN-γ)およびlipopolysacchalide(LPS)による一酸化窒素合成酵素(NOS)の誘導が確認されているマクロファージ系の培養細胞を用いて検討した。HO-1を高度に誘導するheminを培地に添加しても一酸化窒素の産生は影響を受けず、また、INF-γおよびLPSによるNOSの誘導にも影響はみられなかった。しかし、INF-γおよびLPSによる一酸化窒素の産生亢進にともないheme生合成系の最後の酵素であるferrochelataseの活性低下が観察され、一酸化窒素の産生亢進がheme oxygenaseの基質であるhemeを減少させ、一酸化炭素の産生に抑制的に作用する可能性が示された。
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