がん原物質の活性化および解毒化酵素の機能と発がんリスク

• 研究課題/領域番号: 12213002
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鎌滝 哲也 北海道大学, 大学院薬学研究科, 教授 (00009177)
• 研究分担者: 十川 和博 東北大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (80175421)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 134,400千円 (直接経費: 134,400千円); 2004年度: 26,100千円 (直接経費: 26,100千円); 2003年度: 27,200千円 (直接経費: 27,200千円); 2002年度: 28,000千円 (直接経費: 28,000千円); 2001年度: 27,100千円 (直接経費: 27,100千円); 2000年度: 26,000千円 (直接経費: 26,000千円)
• キーワード: P450 2A6 / P450 1A2 / ニトロソアミン / 全欠損型変異 / 肺がん / タバコ / 芳香族炭化水素受容体 / 扁平上皮がん / チトクロームP450 (CYP) / CYP1A2 / LBP-1 / AhRシグナル / 組織型 / 核移行 / チトクロームP450(CYP) / 口腔がん / Ahリセプター-リプレッサー(AhRR) / P450 / がん / 代謝的活性化 / 遺伝子診断 / CYP2A6 / 煙草 / カテキン / 個人差 / チトクロームP450 / サルモネラ菌 / 誘導的発現 / Ah受容体 / 発がんリスクの個体差

研究概要

化学物質による発がん過程の最初のステップであるイニシエーション段階では、異物代謝酵素による化学物質の代謝的活性化と解毒化反応が関わり、その両者のバランスが個体の発がんリスクを左右すると考えられる。本研究では、化学物質の代謝的活性化や解毒化に関わる酵素の性質と量が化学発がんに対するリスクを決定する因子であることを確証し、その定量的評価を行い、その結果として化学発がんに対するリスクの個人差を解明することを目的として行った。我々はCYP2A6がタバコ煙中に含まれるがん原物質NNKなどのニトロソアミン類の代謝的活性化に関与する酵素であり、本酵素が欠損しているヒトおよび変異型CYP2A6遺伝子型を有するヒトでは肺がんリスクが有意に低いことを明らかにしてきた。予測されるCYP2A6の酵素活性によりCYP2A6遺伝子型を四群に分類した後、ロジスティック回帰分析により年齢および喫煙歴を調整した結果、喫煙による肺がんリスクは酵素活性に依存して低下した。また、肺がん組織型別による解析も同様に行ったところ、喫煙と非常に関係があると考えられている扁平上皮がんおよび小細胞がんのリスクとCYO2A6遺伝子型の関連が明確であった。P4501A2はヘテロサイクリックアミンを代謝的に活性化し、肝細胞の発がんに密接に関係している。ラットCYP1A2遺伝子のメチルコランスレンによる転写活性化機構を調べた結果、(1)転写開始点から約2kb上流に誘導に関与するエンハンサー(XRE IIと命名)が存在すること。(2)XRE II結合タンパク質を、マウス腎臓より精製し、ペプチドマップおよび部分アミノ酸配列決定から、転写因子LBP-1a、LBP-1b、LBP-cであることを同定した。また、(3)LBP-1ファミリーメンバーとAhリセプター(AhR)とArntが直接相互作用することがわかり、(4)AhR/ArntとLBP-1bが、相乗的にCYP1A2エンハンサーからの転写を活性化することを解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of CYP2A6 genetic polymorphisms as determinants of smoking behavior and tobacco-related lung cancer risk in male Japanese smokers (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujieda, M.et al.
  • 雑誌名: Carcinogenesis 25 ページ: 2451-2458
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of deletion-junction site of CYP2A6^*4B allele lacking entire coding region of CYP2A6 in Japanese (2004)
  • 著者名/発表者名: Ariyoshi, N.et al.
  • 雑誌名: Pharmacogenetics 14 ページ: 701-705
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Altered DNA binding specificity of Arnt by selection of partner bHLH-PAS proteins (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, K.et al.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 32 ページ: 3169-3179
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Evaluation of CYP2A6 genetic polymorphisms as determinants of smoking behavior and tobacco-related lung cancer risk in male Japanese smokers (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujieda, M., Yamazaki, H., Saito, T., Kiyotani, K., Gyamfi, M.A., Sakurai, M., Dosaka-Akita, H., Sawamura, Y., Yokota J., Kunitoh, H., Kamataki, T.
  • 雑誌名: Carcinogenesis 25 ページ: 2451-2458
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of deletion-junction site of CYP2A6^*4B allele lacking entire coding region of CYP2A6 in Japanese (2004)
  • 著者名/発表者名: Ariyoshi, N., Sekine, H., Nakayama, K., Saito, K., Miyamoto, A., Kamataki, T.
  • 雑誌名: Pharmacogenetics 14 ページ: 701-705
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] and Imaida, K. Pretreatment with 8-methoxypsoralen, a potent human CYP2A6 inhibitor, strongly inhibits lung tumorigenesis induced by 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone in female Ad mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, H., Saoo, K., Yokohira, M., Ikeda, M., Maeta, H., Miyazaki, M., Yamazaki, H., Kamataki, T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 32 ページ: 3169-3179
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of a novel polymorphic enhancer of the human CYP3A4 gene (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, K et al.
  • 雑誌名: Mol.Pharmacol. 65 ページ: 326-334
• [雑誌論文] Evaluation of CYP2A6 genetic polymorphisms as determinants of smoking behavior and tobacco-related lung cancer risk in male Japanese smokers (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujieda, M et al.
  • 雑誌名: Carcinogenesis 25 ページ: 2451-2458
• [雑誌論文] Establishment of ten strains of genetically engineered Salmonella typhimurium TA1538 each co-expressing a form of human cytochrome P450 with NADPH-cytochrome P450 reductase sensitive to various promutagens (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, Y. et al.
  • 雑誌名: Mutat.Res. 562 ページ: 151-162
• [雑誌論文] CYP3A5 contributes significantly to CYP3A-mediated drug oxidations in liver microsomes from Japanese subjects (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamaori, S. et al.
  • 雑誌名: Drug Metab.Pharmacokinet. 19 ページ: 120-129
• [雑誌論文] Altered DNA binding specificity of Arnt by selection of partner bHLH-PAS proteins. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, K. et al.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 32 ページ: 3169-3179
• [雑誌論文] A novel induction mechanism of the rat CYP1A2 gene mediated by Ahreceptor-Arnt heterodimer (2004)
  • 著者名/発表者名: Sogawa, K. et al.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys Res.Commun 318 ページ: 746-755
• [雑誌論文] Decreased coumarin 7-hydroxylase activities and CYP2A6 expression levels in humans caused by genetic polymorphism in CYP2A6 promoter region (CYP2A6^*9) (2003)
  • 著者名/発表者名: Kiyotani, K.et al.
  • 雑誌名: Pharmacogenetics 13 ページ: 689-695
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] HLF/HIF-2α is a key factor in retinopathy of prematurity in association with erythropoietin (2003)
  • 著者名/発表者名: Morita, M.et al.
  • 雑誌名: EMBO J. 22 ページ: 1134-1146
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Decreased coumarin 7-hydroxylase activities and CYP2A6 expression levels in humans caused by genetic polymorphism in CYP2A6 promoter region (CYP2A6^*9). Pharmacogenetics 13 : 689-695, 2003. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kiyotani, K., Yamazaki, H., Fujieda, M., Iwano, S., Matsumura, K., Satarug, S., Ujjin, P., Shimada, T., Guengerich, F.P.Parkinson, A.Nakagawa, K., Honda, G, Ishizaki, T., Kamataki, T.
  • 雑誌名: Cancer Res. 63 ページ: 7581-7583
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Yamamoto, M., and Fujii-Kuriyama, Y., HLF/HIF-2 0 is a key factor in retinopathy of prematurity in association with erythropoietin. (2003)
  • 著者名/発表者名: Morita, M., Ohneda, O., Yamashita, T., Takahashi, S., Suzuki, S., Nakajima, O., Kawauchi, S., Ema, S., Shibahara, S., Udono, T., Tomita, K., Tamai, M., Sogawa, K.
  • 雑誌名: EMBO J. 22 ページ: 1134-1146
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] CYP2A6 gene deletion reduces oral cancer risk in betel quid chewers in Sri Lanka (2002)
  • 著者名/発表者名: Topcu, Z.et al.
  • 雑誌名: Carcinogenesis 23 ページ: 595-598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] CYP2A6 gene deletion reduces oral cancer risk in betel quid chewers in Sri Lanka. (2002)
  • 著者名/発表者名: Topcu, Z., Chiba, I., Fujieda, M., Shibata, T., Ariyoshi, N., Yamazaki, H., Sevgican, F., Muthumala, M., Kobayashi, H., Kamataki, T.
  • 雑誌名: Carcinogenesis 23 ページ: 595-598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Transcriptional activation function of the HIF-like factor requires phosphorylation at a conserved threonine (2002)
  • 著者名/発表者名: Gradin, K., Takasaki, C., Fujii-Kuriyama, Y., Sogawa, K.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 277 ページ: 23508-23514
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Genetic polymorphism of CYP2A6 gene and tobacco-induced lung cancer risk in male smokers. (2002)
  • 著者名/発表者名: Ariyoshi, N., Miyamoto, M., Umetsu, Y., Kunitoh, H., Dosaka-Akita, H., Sawamura, Y., Yokota, J., Nemoto, N., Sato, K., Kamataki, T.
  • 雑誌名: Cancer Epidemiol.Biomark.Preven. 11 ページ: 890-894
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Predicting the mutagenicity of tobacco-related N-nitrosamines in humans using 11 strains of Salmonella typhimurium YG7108, each coexpressing a form of human cytochrome P450 along with NADPH-cytochrome P450 reductase. (2001)
  • 著者名/発表者名: Fujita, K., Kamataki, T.
  • 雑誌名: Environ.Mol.Mutagen. 38 ページ: 329-338
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Altered DNA binding specificity of Arnt by selection of partner bHLH-PAS proteins.
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, K.Kikuchi, Y., Sasakura, Y., Suzuki, M., Fujii-Kuriyama, Y., Sogawa, Y.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Toide, K.et al.: "Aryl hydrocarbon hydroxylase represents CYP1B1, and not CYP1A1, in human freshly isolated white cells : trimodal distribution of Japanese population according to induction of CYP1B1 mRNA by environmental dioxins."Cancer Epidemiol.Biomarkers Prev.. 12. 219-222 (2003)
• [文献書誌] Kiyotani, K.et al.: "Decreased coumarin 7-hydroxylase activities and CYP2A6 expression levels in humans caused by genetic polymorphism in CYP2A6 promoter region (CYP2A6^*9)"Pharmacogenetics. 13. 689-695 (2003)
• [文献書誌] Takeuchi, H.et al.: "Pretreatment with methoxsalen, a potent human CYP2A6 inhibitor, strongly inhibits lung tumorigenesis induced by NNK in female A/J mice"Cancer Res.. 63. 7581-7583 (2003)
• [文献書誌] Mori, D.et al.: "Gene structure and promoter analysis of the rat BTEB2 gene"Gene. 304. 163-170 (2003)
• [文献書誌] Morita, M.et al.: "HLF/HIF-2a is a key factor in retinopathy of prematurity in assoiciation with erythropoietin"EMBO J.. 22. 1134-1146 (2003)
• [文献書誌] Kikuchi, Y.et al.: "Heterodimers of bHLH-PAS Protein Fragments Derived from AhR, AhRR, and Arnt Prepared by Co-Expression in Escherichia coli : Characterization of Their DNA Binding Activity and Preparation of a DNA Complex"J.Biochem.. 134. 83-90 (2003)
• [文献書誌] 山崎浩史ら: "薬物・外来異物に対する生体の代謝機構"本の泉社. 10 (2003)
• [文献書誌] Ariyoshi, N. et al.: "Genetic polymorphism of CYP2A6 gene and tobacco-induced lung cancer risk in male smokers"Carncer Epidemiol. Biomarkers Prev.. 11. 890-894 (2002)
• [文献書誌] Topcu, Z. et al.: "CYP2A6 gene deletion reduces oral cancer risk in betel quid chewers in Sri Lanka"Carcinogenesis. 23. 595-598 (2002)
• [文献書誌] Daigo, S. et al.: "A novel mutant allele of the CYP2A6 gene (CYP2A6*11) found in a cancer patient who showed poor metabolic phenotype toward tegafur"Pharmacogenetics. 12. 299-306 (2002)
• [文献書誌] Gradin, K. et al.: "The transcriptional activation function of the HIF-like factor requires phosphorylation at a conserved threonine"J. Biol. Chem.. 227. 23508-23514 (2002)
• [文献書誌] Wang, F. et al.: "HIF-1a-prolyl hydroxylase : molecular target of nitric oxide in the hypoxic signal transduction pathway"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 295. 657-662 (2002)
• [文献書誌] Ariyoshi, N. et al.: "Characterization of a genotype previously designated as CYP2A6 D-type : CYP2A6^*4B, another entire gene deletion allele of the CYP2A6 gene in Japanese"Pharmacogenetics. 12. 501-504 (2002)
• [文献書誌] 鎌滝哲也: "Carcinogenesisにおける個体差"Annual Review呼吸器 2002. 6 (2002)
• [文献書誌] Ariyoshi, N. et al.: "A single nucleotide polymorphism of CYP2B6 found in Japanese enhances catalytic activity by autoactivation"Biochem. Biophys.Res.Commun.. 281. 1256-1260 (2001)
• [文献書誌] Fujita, K. et al.: "Construction of Salmonella typhimurium YG7108 strains, each coexpressing a form of human cytochrome P450 with NADPH-cytochrome P450 reductase"Environ.Mol.Mutagen.. 38. 339-346 (2001)
• [文献書誌] Fujita, K. et al.: "Screening of organosulfur compounds as inhibitors of human CYP2A6"Drug Metab. Dispos. 29. 983-989 (2001)
• [文献書誌] Loriot, M.-A.et al.: "Genetic polymorphisms of cytochrome P450 2A6 in a case-control study on lung cancer in a French population"Pharmacogenetics. 11. 39-44 (2001)
• [文献書誌] Muto, S. et al.: "Inhibition by green tea catechins of metabolic activation of procarcinogens by human cytochrome P450"Mutat.Res.. 479. 197-206 (2001)
• [文献書誌] Baba, T. et al.: "Structure and expression of the Ah receptor repressor gene"J.Biol.Chem.. 276. 33101-33110 (2001)
• [文献書誌] 鎌滝 哲也: "人類とバイオ-ナノ・バイオへの期待-"東京テクノ・フォーラム21事務局、東京. 30 (2001)
• [文献書誌] Noritaka Ariyoshi et al.: "A Single Nucleotide Polymorphism of CYP2B6 Found in Japanese Enhances Catalytic Activity by Autoactivation."Biochemical Biophysical Research Communications. (In press). (2001)
• [文献書誌] Noritaka Ariyoshi et al.: "A Novel Single Nucleotide Polymorphism Altering Stability and Activity of CYP2A6."Biochemical Biophysical Research Communications. (In press). (2001)
• [文献書誌] Takeshi Ozeki et al.: "Cooperative regulation of the transcription of human dihydrodiol dehydrogenase (DD)4/AKR1C4 gene by hepatocyte neclear factor (HNF)-4α/γ and HNF-1α."Biochemical Journal. (In press). (2001)
• [文献書誌] Noritaka Ariyoshi et al.: "Pharmacogenetics on cancer chemotherapy : from basic studies."Japanese Journal of Clinical Pharmacology and Therapeutics. (In press). (2001)
• [文献書誌] Taisei Mushiroda et al.: "Accumulation of the 1-methyl-4-phenylpyridinium ion (MPP+) in suncus (Suncus murinus) brain : Implication for flavin-containing monooxygenase activity in brain microvessels."Chemical Research in Toxicology. (In press). (2001)
• [文献書誌] Loriot,M-A et al.: "Genetic polymorphism of cytochrome P450 2A6 in a case control study on lung cancer in a French population."Pharmacogenetics. 11. 39-44 (2001)
• [文献書誌] Noritaka Ariyoshi et al.: "Studies on the genetic polymorphism of CYP2A6."Drug Metabolism and Disposition. 15. 57-61 (2000)
• [文献書誌] Hirotaka Kushida et al.: "Development of a Salmonella tester strain sensitive to promutagenic N-nitrosamines : expression of recombinant CYP2A6 and human NADPH-cytochrome P450 reductase in S.typhimurium YG7108."Mutation Research. 471. 135-143 (2000)
• [文献書誌] Takashi Satoh et al.: "Studies on the interactions between drugs and estrogen. Analytical method for prediction system of gynecomastia induced by drugs on the inhibitory metabolism of estradiol using Escherichia coli co-expressing human CYP3A4 with human NADPH-cytochrome P450 reductase."Analytical Biochemistry. 286. 179-186 (2000)
• [文献書誌] Noritaka Ariyoshi et al.: "Structural characterization of a new variant of the CYP2A6 gene (CYP2A6*1B) appparently diagnosed as heterozygotes of CYP2A6*1A and CYP2A6*4C."Pharmacogenetics. 10. 678-693 (2000)
• [文献書誌] Taisei Mushiroda et al.: "The house musk shrew (Suncus murinus): a unique animal with extremely low level of expression of mRNA for CYP3A and flavin-containing monooxygenase."Comparative Biochemistry & Physiology. 126. 225-234 (2000)
• [文献書誌] Hirotaka Kushida et al.: "Metabolic activation of N-alkylnitrosamines in genetically engineered Salmonella typhimurium expressing CYP2E1 or CYP2A6 together with human NADPH-cytochrome P450 reductase."Carcinogenesis. 21. 1227-1232 (2000)
• [文献書誌] Eri Inoue et al.: "Development of bacterial expression system with high yield of CYP3A7, a human fetus-specific form of Cytochrome P450."Biochemical Biophysical Research Communications. 269. 623-627 (2000)
• [文献書誌] Taisei Mushiroda et al.: "A high level expression of CYP2A in the lung of the Suncus (Suncus murinus) and its role in the Activation of 4-(methylntirosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK)."Biochemical Biophysical Research Communications. 260. 393-396 (2000)
• [文献書誌] Ken-ichi Fujita et al.: "Establishment of Salmonella strain expressing catalytically active human UDP-glucuronosyltransferase 1A1 (UGT1A1)"Life Science. 66. 1955-1967 (2000)
• [文献書誌] Noritaka Ariyoshi et al.: "Handbook of Experimental Pharmacology"Springer-VerlagBerlin (Not determined). (2001)
• [文献書誌] 有吉範高: "月刊薬事2001年臨時増刊号"じほう(Not determined). (2001)
• [文献書誌] 鎌滝哲也: "薬物療法学"南江堂(Not determined). (2001)
• [文献書誌] 有吉範高: "月刊薬事3月臨時増刊号"じほう. 834 (2000)
• [文献書誌] 鎌滝哲也: "薬物代謝学"東京化学同人. 282 (2000)