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脂肪細胞における活性酸素の役割と肥満:細胞外SODを中心として

研究課題

研究課題/領域番号 13470084
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 衛生学
研究機関杏林大学

研究代表者

大野 秀樹  杏林大学, 医学部, 教授 (00133819)

研究分担者 人見 嘉哲  杏林大学, 医学部, 助手 (70231545)
鈴木 健二  杏林大学, 医学部, 講師 (10187726)
木崎 節子  杏林大学, 医学部, 助教授 (00322446)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
14,300千円 (直接経費: 14,300千円)
2002年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
2001年度: 8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
キーワード細胞外SOD / 肥満 / 脂肪細胞 / 活性酸素 / 脱共役タンパク質 / ヘパリン新和性ドメイン / 核移行 / 一酸化窒素 / ヘパリン親和性ドメイン / 白色脂肪細胞 / 褐色脂肪細胞 / 糖尿病 / 運動トレーニング
研究概要

細胞外スーパーオキシドジスムターゼ(EC-SOD)は、唯一の分泌型SODアイソザイムであり、細胞外SOD活性の主要部分を占める。一方、EC-SODが白色・褐色両脂肪組織に存在し、ともに核にも局在することを免疫組織染色を用いて明らかにした。EC-SODのC末端にあるヘパリン結合ドメインの一次構造(-R-K-K-R-R-R-)が核タンパク質の核移行シグナル(NLS)によく似ていることから、EC-SODの核移行へのこのドメインの関与を検討した。マウスEC-SOD遺伝子のN末端(分泌シグナル)、あるいはC末端を改変したミュータント遺伝子を作製した結果、脂肪前駆細胞である3T3-L1細胞またはCOS-1細胞を用いた一過性発現系で、ヘパリン結合ドメインが核移行シグナルとして働き、EC-SODは選択的に核へ運搬されていることを確認した。次に、EC-SODが分泌後に細胞に取り込まれ、核に移行する可能性を検討した。野性型EC-SOD遺伝子をCHO-K1細胞に導入することで強発現細胞を作製し、リコンビナントEC-SODリッチのコンディションドメディウム(CM)を得た。3T3-L1細胞を用いてEC-SODリッチCM中のリコンビナントEC-SODの細胞内分布を蛍光抗体法で観察した。3T3-L1細胞は20分ほどでEC-SODの取り込みが認められた。取り込みは2時間後まで増加し、その後プラトーになった。2時間後に細胞を集め、細胞質画分と核画分に分画し、ウエスタンブロットを行ったところ、細胞内に取り込まれたEC-SODの核への移行が観察された。ヘパリン結合ドメインに点変異を導入しアルギニンをグリシンに変異させたもの(NLS変異型)では、EC-SODの細胞への取り込み自体が起こらなかった。これらの脂肪細胞の結果から、EC-SODのC末端に存在するヘパリン結合ドメインは、分泌されたEC-SODの細胞内取り込みと、その後の核移行で2とおりの役割を果たしていることが明らかになった。
さらに、活性酸素(H_2O_2)の添加によってEC-SODの核移行が促進することも観察し、EC-SODは組織の酸化ストレスに応じてその分布を自ら調節している可能性が示唆された。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (45件)

  • [文献書誌] Kizaki, T. et al.: "Uncoupling protein 2 plays an important role in nitric oxide production of lipopolysaccharide-stimulated macrophages"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 9392-9397 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ookawara, T. et al.: "Nuclear translocation of extracellular superoxide dismutase"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 296. 54-61 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Radak, Z. et al.: "Effect of aging and late onset dietary restriction on antioxidant enzymes and proteasome activities, and protein carbonylation of rat skeletal muscle and tendon"Exp. Gerontol.. 37. 1423-1430 (2002)

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  • [文献書誌] Ookawara, T. et al.: "Effects of endurance training on three superoxide dismutase isoenzyme in human plasma"Free Radic. Res.. (in press). (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kimoto, K. et al.: "Gliclazide protects pancreatic beta-cells from damages by hydrogen peroxide"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 303. 112-119 (2003)

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  • [文献書誌] Ohno, H. et al.: "Extracellular superoxide dismutase and lifestyle related diseases"Curr. Top. Pharmacol.. (in press). (2003)

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  • [文献書誌] 大野 秀樹他編: "Q&A 運動と遺伝"大修館書店. 259 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohno,H., et al.: "Physical exercise and uncoupling protein family (Review)"Adv. Exerc. Sports Physiol.. 7. 1-15 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Radak,Z., et al.: "Telomerase activity is not alterd by regular strenuous exercise in skeletal muscle or by sarcoma in liver of rats"Redox Rep.. 6. 99-103 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Radak,Z., et al.: "Adaptation to exercise-induced oxidative stress: from muscle to brain (Review)"Exerc. Immunol. Rev.. 7. 90-107 (2001)

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  • [文献書誌] Sitoh, D., et al.: "Characteristics of plasma extracellular SOD in burned patients"Burns. 27. 577-581 (2001)

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  • [文献書誌] Kizaki,T., et al.: "Activation and apoptosis of murine peritoneal macropharges by acute cold stress"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 281. 700-706 (2001)

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  • [文献書誌] Hollander,J., et al.: "Superoxide dismutase gene expression is activated by a single bout of exercise in rat skeletal muscle"Pflugers Arch.. 442. 426-434 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Radak,Z., et al.: "Single bout of exercise eliminates the immobilization-induced oxidative stress in rat brain"Neurochem. Int.. 39. 33-38 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kizaki,T., et al.: "Negative regulation of LPS-stimulated expression of inducible nitric oxide synthase by AP-1 in macrophage cell line"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 289. 1031-1038 (2001)

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  • [文献書誌] Kizaki,T., et al.: "Stress- and aging -associated modulation of macrophage functions (Review)"Environ. Health Prev. Med.. 6. 218-228 (2002)

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  • [文献書誌] Ito,Y., et al.: "Exercise training increases membrane bound form of tumor necrosis factor- α receptors with decreases in the secretion of soluble forms of receptors in the rat adipocytes"Life Sci.. 70. 601-609 (2002)

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  • [文献書誌] Kizaki,T., et al.: "Uncoupling protein 2 plays an important role in nitric oxide production of lipopolysaccharide- stimulated macrophages"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 9392-9397 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nomura,S., et al.: "Possible mechanisms by which adipocyte lipolysis is enhanced in exercise-trained rats"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 295. 236-242 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ookawara,T., et al.: "Nuclear translocation of extracellular superoxide dismutase"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 296. 54-* (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Radak,Z., et al.: "Effect of aging and late onset dietary restriction on antioxidant enzymes and proteasome activities, and protein carbonylation of rat skeletal muscle and tendon"Exp. Gerontol.. 37. 1423-1430 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kimoto,K., et al.: "Gliclazide protects pancreatic beta- cells from damage by hydrogen peroxide"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 303. 112-119 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ookawa,T., et al.: "Effects of oxidative stress on the nuclear translocation of extracellular superoxide dismutase"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 303. 914-919 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Gotoh,Y., et al.: "Dissociation between gene expression and protein contents of tissue superoxide dismutase in a rat model of lethal burns"Burns. 29. 115-122 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohno,H., et al.: "Extracellular superoxide dismutase and lifestyle related diseases (Review)"Curr. Top. Pharmacol. (in press). (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kizaki, T. et al.: "Uncoupling protein 2 plays an important role in nitric oxide production of lipopolysaccharide-stimulated macrophages"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99. 9392-9397 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ookawara, T. et al.: "Nuclear translocation of extracellular superoxide dismutase"Biochem.Biophys.Res.Commun. 296. 54-61 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Radak, Z. et al.: "Effect of aging and late onset dietary restriction on antioxidant enzymes and proteasome activities, and protein carbonylation of rat skeletal muscle and tendon"Exp.Gerontol.. 37. 1423-1430 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ookawara, T. et al.: "Effects of endurance training on three superoxide dismutase isoenzyme in human plasma"Free Radic.Res.. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kimoto, K. et al.: "Gliclazide protects pancreatic beta-cells from damages by hydrogen peroxide"Biochem.Biophys.Res.Commun.. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ohno, H. et al.: "Extracellular superoxide dismutase and lifestyle related diseases"Curr.Top.Pharmacol. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 大野秀樹・他編: "Q&A 運動と遺伝"大修館書店. 259 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Ito, Y.: "Exercise training increases membrane bound form of tumor necrosis factor-a receptors with decreases in the secretion of soluble forms of receptors in rat adipocytes"Life Sci.. (in press). (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kizaki, T.: "Negative regulation of LPS-stimulated expression of inducible nitric oxide synthase by AP 1 in macrophage cell line J774A.1"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 289・5. 1031-1038 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kizaki, T.: "Activation and apoptosis of murine peritoneal macrophages by acute cold stress"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 283・3. 700-706 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Radak, Z: "Adaptation to exercise-induced oxidative stress : from muscle to brain"Exerc.Immunol.Rev.. 7. 90-107 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Radak, Z: "Telomerase activity is not altered by regular strenuous exercise in skeletal muscle or by sarcoma in liver of rats"Redox Rep.. 6・2. 99-103 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Redak, Z: "Single bout of exercise eliminates the immobilization -induced oxidative stress in rat brain"Neurochem.Int.. 39・1. 33-38 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ohno, H.: "Physical exercise and uncoupling protein family"Adv.Exerc.Sports Physiol.. 7・1. 1-15 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Saitoh, D.: "Characteristics of plasma extracellular SOD in burned patients"Burns. 27・6. 577-581 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Hollander, J.: "Superoxide dismutase gene expression is activated by a single bout of exercise in rat skeletal muscle"Pflugers Arch.. 442・3. 426-434 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Harada, M.: "Mercury pollution in the Tapajos River basin, Amazon : mercury level of head hair and health effects"Environ.Int.. 27・4. 285-290 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kizaki, T.: "Stress-and aging associated modulation of macrophage functions"Environ.Health Prev.Med.. 6・4. 218-228 (2002)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 大野 秀樹: "Q&A運動と遺伝"大修館書店. 259 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 大野 秀樹: "運動生理・生化学辞典"大修館書店. 525 (2001)

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      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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