歯周炎におけるタンパク質のニトロ化障害の関与と脱ニトロ化反応による炎症制御機構

• 研究課題/領域番号: 14370592
• 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: 機能系基礎歯科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 上崎 善規 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (40116017)
• 研究分担者: 米原 典史 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (70124534) ; 和田 孝一郎 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (90263467) ; 佐伯 万騎男 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (30273692)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 13,800千円 (直接経費: 13,800千円); 2004年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2003年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2002年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
• キーワード: 歯周炎 / 一酸化窒素 / ニトロ化タンパク質 / 炎症刺激 / 情報伝達 / 細胞死 / 培養細胞 / 神経幹細胞 / 歯肉炎 / PPARγ / 核移行型受容体 / 転写制御因子

研究概要

炎症反応刺激によるタンパク質のニトロ化の関与を解明するため、培養細胞系を用いて、どのようなタンパク質がニトロ化反応を受けるかを検討した。マクロファージ系のRAW267に炎症刺激を与えると、PPARγ等のステロイドホルモン受容体ファミリータンパク質がニトロ化されること、ならびに、ニトロ化によりリガンド依存性に核へ移行し、転写因子として機能することが抑制されていることが明らかとなった。さらに、各種炎症モデル動物等における変化を検討したところ、関節炎モデルや腸炎モデル動物、さらに、ヒトの肝炎組織においてもこれら受容体がニトロ化されて、受容体機能低下が炎症反応制御に関与していることが確認された。
一方、炎症に伴う各種タンパク質のニトロ化は細胞死にも繋がっており、培養神経細胞(SH-SY5Y)においては、バナジン酸がニトロ化刺激による細胞死を抑制すること、また、抗炎症薬の一部は神経幹細胞の増殖を抑制して細胞死を誘導すること、さらに、この細胞死の最終段階と考えられるカスパーゼの活性化メカニズムにおいてカルシウム結合能を持ったタンパク質が関与することを明らかにした。従って、リン酸化・脱リン酸化による細胞増殖・分化・生存シグナル系と、ニトロ化・脱ニトロ化による機能制御機構の相互干渉により、細胞死が認められる可能性が考えられた。
さらに、炎症反応時には各種情報伝達系のタンパク質がニトロ化されて機能できない状態になっていることから、その機能を回復させる系が存在する可能性を検索したところ、特定のニトロ化アミノ酸配列に反応する酵素様の物質を同定したが、精査すると、一種の分解酵素である可能性が高まった。
以上より、当初目的としたヒト歯肉組織での解析は、炎症歯肉組織の採取が困難であるために、検討できなかったが、炎症時にみられるタンパク質のニトロ化が炎症反応の進展制御に大きく関与しており、これを制御することが炎症制御に繋がることが明確となった。

研究成果

• [雑誌論文] Enhancement of nifedipine-induced gingival overgrowth by concomitant ketoconazole in rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kato, T., Amano, A., Kamisaki, Y., Morisaki, I.
  • 雑誌名: Pharmacology 74 ページ: 45-50
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Formation of high molecular weight caspase-3 complex in neonatal rat brain. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kurosu, K., Saeki, M., Kamisaki, Y.
  • 雑誌名: Neurochemistry International 44 ページ: 199-204
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] RNA interfering approach for clarifying the PPARγ-pathway using lentiviral vector expressing short hairpin RNA. (2004)
  • 著者名/発表者名: Katayama, K., Wada, K., Miyoshi, H., Ohashi, K., Tachibana, M., Furuki, R., Mizuguchi, H., Hayakawa, T., Nakajima, A., Tsutsumi, Y., Kadowaki, T., Nakagawa, S., Kamisaki, Y., Mayumi, T.
  • 雑誌名: FEBS Letters 560 ページ: 178-182
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nonylphenol induces the death of neural stem cells due to activation of the caspase cascade and regulation of the cell cycle. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kudo, C., Wada, K., Masuda, T., Yonemura, T., Shibuya, A., Fujimoto, Y., Nakajima, A., Niwa, H., Kamisaki, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 88 ページ: 1416-1423
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nitric oxide-induced increase of excitatory amino acid levels in the trigeminal nucleus caudalis of the rat with tactile hypersensitivity evoked by the loose-ligation of the inferior alveolar nerves. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujita, T., Kamisaki, Y., Yonehara, N.
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 91 ページ: 558-567
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Convergence and divergence, a concept for explaining drug actions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Kamisaki, Y., Timmerman, H.
  • 雑誌名: Journal of Pharmacological Sciences 96 ページ: 95-100
  • NAID: 10014166444
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Formation of high molecular weight caspase-3 complex in neonatal rat brain. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kurosu, K., Saeki, M., Kamisaki, Y
  • 雑誌名: Neurochemistry International 44 ページ: 199-204
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Formation of high molecular weight caspase-3 complex in neonatal rat brain. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kazuhide Kurosu
  • 雑誌名: Neurochemistry International 44 ページ: 199-204
• [雑誌論文] RNA interfereing approach for clarifiying the PPARg-pathway using lentivirus vector expressing short hairpin RNA. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kazufumi Katayama
  • 雑誌名: FEBS Letters 560 ページ: 178-182
• [雑誌論文] Nonylphenol induces the death of neural stem cells due to activation of the caspase cascade and regulation of the cell cycle. (2004)
  • 著者名/発表者名: Chiho Kudo
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 88・6 ページ: 1416-1423
• [雑誌論文] Nitric Oxide-induced increase of excitatory amino acid levels in the trigeminal nucleus caudalis of the rat with tactile hypersensitivity evoked by the loose-ligation of the inferior alveolar nerves. (2004)
  • 著者名/発表者名: Toyohiro Fujita
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 91 ページ: 558-567
• [雑誌論文] Involvement of NMDA-nitric oxide pathways in the development of tactile hypersensitivity evoked by the loose-ligation of inferior alveolar nerves in rats. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yonehara, N., Kudo, C., Kamisaki, Y.
  • 雑誌名: Brain Research 963 ページ: 232-243
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A novel PPARγ-gene therapy to control inflammation associated with inflammatory bowel disease in a murine model. (2003)
  • 著者名/発表者名: Katayama, K., Wada, K., Nakajima, A., Mizuguchi, H., Hayakawa, T., Nakagawa, S., Kadowaki, T., Nagai, R., Kamisaki, Y., Blumberg, R.S., Mayumi, T.
  • 雑誌名: Gastroenterology 124 ページ: 1315-1324
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Histone H1,2 is a substrate for denitrase, an activity that reduces nitrotyrosine immunoreactivity in proteins. (2003)
  • 著者名/発表者名: Irie, Y., Saeki, M., Kamisaki, Y., Martin, E., Murad, F.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 100 ページ: 5634-5639
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Diclofenac inhibits proliferation and differentiation of neural stem cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kudo, C., Kori, M., Matsuzaki, K., Yamai, K., Nakajima, A., Shibuya, A., Niwa, H., Kamisaki, Y., Wada, K.
  • 雑誌名: Biochemical Pharmacology 66 ページ: 289-295
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Histone H1,2 is a substrate for denitrase, an activity that reduces nitrotyrosine immmunoreactivity in proteins. (2003)
  • 著者名/発表者名: Irie, Y., Saeki, M., Kamisaki, Y., Martin, E., Murad, F.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 100 ページ: 5634-5639
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nitration of PPARγ inhibits ligand-dependent translocation into the nucleus in a macrophage-like cell line, RAW 264. (2002)
  • 著者名/発表者名: Shibuya, A., Wada, K., Nakajima, A., Saeki, M., Katayama, K., Mayumi, T., Kadowaki, T., Niwa, H., Kamisaki, Y.
  • 雑誌名: FEBS Letters 525(1-3) ページ: 43-47
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vanadate protects human neuroblastoma SH-SY5Y cells against peroxynitrite-induced cell death. (2002)
  • 著者名/発表者名: Saeki, M., Maeda, S., Kamisaki, Y.
  • 雑誌名: Journal of cellular Biochemistry 85 ページ: 721-727
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] PPARγ ligands inhibit nitrotyrosine formation and inflammatory mediator expressions in adjuvant-induced rheumatoid arthritis mice. (2002)
  • 著者名/発表者名: Shiojiri, T., Wada, K., Nakajima, A., Katayama, K., Shibuya, A., Kudo, C., Kadowaki, T., Mayumi, T., Yura, Y., Kamisaki, Y.
  • 雑誌名: European Journal of Pharmacology 448 ページ: 231-238
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of the NMDA-nitric oxide pathway in the development of hypersensitivity to tactile stimulation in dental injured rats. (2002)
  • 著者名/発表者名: Yonehara, N., Amano, K., Kamisaki, Y.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Pharmacology 90 ページ: 145-155
  • NAID: 130000078432
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vanadate protects human neuroblastoma SH-SY5Y cells against peroxynitrite-induced cell death. (2002)
  • 著者名/発表者名: Saeki, M., Maeda, S., Kamisaki, Y.
  • 雑誌名: Journal of Cell Biochemistry 85 ページ: 721-727
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of the NMDA-nitric oxide pathway in the development of hypersensitivity to tactile stimulation in dental injured rats. (2002)
  • 著者名/発表者名: Yonehara, N.Amano, K., Kamisaki, Y.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Pharmacology 90 ページ: 145-155
  • NAID: 130000078432
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Strong involvement of nitric oxide derivatives on the pathogenesis of nonalcholoic steatopathies.
  • 著者名/発表者名: Yoneda, M., Wada, K., Fujita, K., Kirikoshi, H., Saitoh, S., Nakane, D., Blumberg, R.S., Kamisaki, Y., Murad, F., Nakajima, A.
  • 雑誌名: (submitted)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Strong involvement of nitric oxide derivatives on the pathogenesis of nonalcholoic steatopathies.
  • 著者名/発表者名: Yoneda, M., Wada, K., Fujita, K., Kirikoshi, H., Saitoh, S., Nakane, D., Blumberg, R.S., Kamisaki, Y., Murad, F., Nakajima, A.
  • 雑誌名: (submitted)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Chiho Kudo: "Diclofenac inhibits proliferation and differentiation of neural stem cells"Biochemical Pharmacology. 66. 289-295 (2003)
• [文献書誌] Kazufumi Katayama: "A novel PPARγ-gene therapy to control inflammation associated with inflammatory bowel disease in a murine model"Gastroenterology. 124. 1315-1324 (2003)
• [文献書誌] Yasuyuki Irie: "Histon H1,2 is a substrate for denitrase, an activity that reduces nitrotyrosine immunoreactivity in proteins"Proceedings of National Academy of Science USA. 100. 5634-5639 (2003)
• [文献書誌] Norifumi Yonehara: "Involvement of NMDA-nitric oxide pathways in the development of tactile hypersensitivity evoked by the loose-ligation of inferior alveolar nerves in rats"Brain Research. 963. 232-243 (2003)
• [文献書誌] Kazuhide Kurosu: "Formation oh high molecular weight caspase-3 complex in neonatal rat brain"Neurochemistry International. 44. 199-204 (2004)
• [文献書誌] Norifumi Yonehara: "Involvement of the NMDA-nitric oxide pathway in the development of hypersentivity to tactile stimulation in dental injured rats"Jpn. J. Pharmacol. 90. 145-155 (2002)
• [文献書誌] Atsuhito Shibuya: "Nitration of PPAR_Y inhibits ligand-dependent translocation into the nucleus in a macrophage-like cell line, RAW 264"FEBS Letters. 525. 43-47 (2002)
• [文献書誌] Tomoko Shiojiri: "PPAR_Y ligands inhibit nitorotyrosine formation and inflammatory mediator expressions in adjuvant-induced rheumatoid arthritis mice"Eur. J. Pharmacol. 448. 231-238 (2002)
• [文献書誌] Makio Saeki: "Vanadate protects human neuroblastoma SH-SY5Y cells against peroxynitrite-induced cell death"Journal of Cellular Biochemistry. 85. 721-727 (2002)
• [文献書誌] Makio Saeki: "Insulin-like Growth Factor-1 Protects Peroxynitrite-Induced Cell Death by Preventing Cytochrome c-Induced Caspase-3 Activation"Journal of Cellular Biochemistry. 84. 708-716 (2002)