ポルフィリンの腫瘍組織特異的な蓄積を促す蛋白質分子群の解析

• 研究課題/領域番号: 23510256
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 竹谷 茂 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20121949)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: ALA / PDT / heme / protoporphyrin / mitochondria / heme biosynthesis / ALA-PDT / cancer / frataxin / 5-aminolevulinic acid / p53 / heme degradation / ferrochelatase

研究概要

種々の化合物や蛋白質分子の発現によるALA-PDTへの影響を調べると、キノロン化合物がprotoporphyrin (PX)の蓄積を増加させることが分った。ミトコンドリアの鉄利用に関与する蛋白質であるmitoferrinやfrataxinも発現量の増加と低下でそれぞれ光感受性の低下と亢進が認められた。鉄シャペロンのfrataxinの発現レベルが癌化に伴って低下したが、p53変異によるfrataxin発現低下が癌細胞特異的なALA-PDTを引き起こす要因であることを強く示唆した。最後にALAの取り込みにはneurotransmitter輸送体が関与することが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Neurotransmitter transporter family including SLC6A6 and SLC6A13 contributes to the 5-aminolevulinic acid (ALA)-induced accumulation of protoporphyrin IX and photo-damage, through uptake of ALA by cancerous cells (2014)
  • 著者名/発表者名: T T Tai, AMu, Y Adachi , Y Adachi & S Taketani
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol 巻: (in press)
• [雑誌論文] 5-aminolevulinic acid combined with ferrous iron enhance the expression of heme oxygenase-1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishio Y, et al.
  • 雑誌名: Int Immunopharmacol 巻: 19(2) 号: 2 ページ: 300-307
  • DOI: 10.1016/j.intimp.2014.02.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial localization of ferrochelatase in a red alga Cyanidioschyzon merolae (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Watanabe , M. Hanaoka, M. Ohnuma, S. Taketani and K.Tanaka
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 54 号: 8 ページ: 1289-1295
  • DOI: 10.1093/pcp/pct077
  • NAID: 10031195182
  • 査読あり
• [雑誌論文] The enzyme engineering of mutant homodimer and heterodimer of coproporphyinogen oxidase contributes to new insight into hereditary coproporphyria and harderoporphyria (2013)
  • 著者名/発表者名: D. H. T. Kim, R. Hino, Y. Adachi, A. Kobori, & S. Taketani
  • 雑誌名: J. Biochem 巻: 154(6) ページ: 551-559
• [雑誌論文] Genetic link between heme oxygenase and the signaling pathway of DNA damage in Drosophila melanogaster (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ida, O. Suyari, M. Shimamura, T. T. Tran, M. Yamaguchi & S. Taketani
  • 雑誌名: Tohoku J. Exp. Med 巻: 231 ページ: 117-125
  • NAID: 130004822383
• [雑誌論文] The p53-dependent expression of frataxin controls 5-aminolevulinic acid (ALA)-induced accumulation of protoporphyrin IX and photo-damage in cancerous cells (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Sawamoto, T. Imai, M. Umeda, K. Fukuda, T. Kataoka and S. Taketani
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol 巻: 89(1) ページ: 163-172
• [雑誌論文] Erythropoietin is involved in hemoprotein syntheses in developing human decidua (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiota M, Yasuda Y, Shimaoka M, Tsuritani M, Koike E, Oiki M, Matsubara J, Taketani S, Murakami H, Yamasaki H, Okumoto K, Hoshiai H
  • 雑誌名: Congenit Anom (Kyoto) 巻: 53(1) ページ: 18-26
• [雑誌論文] Identification of a Bacteria-like Ferrochelatase in Strongyloides venezuelensis, an Animal Parasitic Nematode (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagayasu E, Ishikawa SA, Taketani S, Chakraborty G, Yoshida A, Inagaki Y, Maruyama H
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8(3)
• [雑誌論文] Congenital Erythropoietic Porphyria: Mutation of the Uroporphyrinogen III Cosynthase Gene in a Vietnamese Patient (2013)
  • 著者名/発表者名: D. H. T. Kim, A. Kawazoe, P.D. Bang, N. T. Thanh, S. Taketani
  • 雑誌名: Case Rep. Dermatol 巻: 5 ページ: 104-109
• [雑誌論文] Hereditary cataract in the Nakano cataract mouse is caused by a hypomorphic mutation in the gene for coproporphyrinogen oxidase (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mori, S. Gotoh, S. Taketani, H. Hiai, K Higuchi
  • 雑誌名: Exp. Eye Res 巻: 112 ページ: 45-50
• [雑誌論文] Imaging of Heme/Hemeproteins in Nucleus of the Living Cells Expressing Heme-binding Nuclear Receptors. (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Itoh, K. Fujita, A. Mu, D. H.-T. Kim, T. T. Tai, I. Sagami, S. Taketani
  • 雑誌名: FEBS lett. 巻: 587 号: 14 ページ: 2131-2136
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.05.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Congenital Erythropoietic Porphyria: Mutation of the Uroporphyrinogen III Cosynthase Gene in a Vietnamese Patient. (2013)
  • 著者名/発表者名: D.H.T. Kim, A. Kawazoe, P.D. Bang, N. T. Thanh, S.Taketani
  • 雑誌名: Case Rep. Dermatol. 巻: 5, 号: 1 ページ: 104-109
  • DOI: 10.1159/000350679
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hereditary cataract in the Nakano cataract mouse is caused by a hypomorphic mutation in the gene for coproporphyrinogen oxidase (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mori, S. Gotoh, S. Taketani, H. Hiai, K Higuchi
  • 雑誌名: Exp. Eye Res. 巻: 112 ページ: 45-50
  • DOI: 10.1016/j.exer.2013.04.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] The enzyme engineering of mutant homodimer and heterodimer of coproporphyinogen oxidase contributes to new insight into hereditary coproporphyria and harderoporphyria. (2013)
  • 著者名/発表者名: D.H.T. Kim, R. Hino, Y. Adachi, A. Kobori, & S. Taketani
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 154 号: 6 ページ: 551-559
  • DOI: 10.1093/jb/mvt086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic link between heme oxygenase and the signaling pathway of DNA damage in Drosophila melanogaster (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ida, O. Suyari, M. Shimamura, T.T. Tran, M. Yamaguchi & S. Taketani
  • 雑誌名: Tohoku J. Exp. Med. 巻: 231 ページ: 117-125
  • NAID: 130004822383
  • 査読あり
• [雑誌論文] The p53-dependent expression of frataxin controls 5-aminolevulinic acid (ALA)-induced accumulation of protoporphyrin IX and photo-damage in cancerous cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Sawamoto, T. Imai, M. Umeda, K. Fukuda, T. Kataoka and S. Taketani
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol. 巻: 89 (1) ページ: 163-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Erythropoietin is involved in hemoprotein syntheses in developing human decidua. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiota M, Yasuda Y, Shimaoka M, Tsuritani M, Koike E, Oiki M, Matsubara J, Taketani S, Murakami H, Yamasaki H, Okumoto K, Hoshiai H.
  • 雑誌名: Congenit. Anom. 巻: 53 (1) ページ: 18-26
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a Bacteria-like Ferrochelatase in Strongyloides venezuelensis, an Animal Parasitic Nematode. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagayasu E, Ishikawa SA, Taketani S, Chakraborty G, Yoshida A, Inagaki Y, Maruyama H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 (3)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eudesmane-type sesquiterpene lactones inhibit multiple steps in the NF-κB signaling pathway induced by inflammatory cytokines (2012)
  • 著者名/発表者名: Tamura R, Chen Y, Shinozaki M, Arao K, Wang L, Tang W, Hirano S, Ogura H, Mitsui T, Taketani S, Ando M, Kataoka T
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett 巻: 201222(1) ページ: 207-211
• [雑誌論文] Depletion of glutamine enhances sodium butyrate-induced erythroid differentiation of K562 cells (2012)
  • 著者名/発表者名: N. C. Hiep, S. Kinohira, K. Furuyama and S. Taketani
  • 雑誌名: J. Biochem 巻: 152(6) ページ: 509-519
  • NAID: 10031166169
• [雑誌論文] Eudesmane-type sesquiterpene lactones inhibit multiple steps in the NF-κB signaling pathway induced by inflammatory cytokines. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tamura R, Chen Y, Shinozaki M, Arao K, Wang L, Tang W, Hirano S, Ogura H, Mitsui T, Taketani S, Ando M, Kataoka T.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 201222(1) ページ: 207-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depletion of glutamine enhances sodium butyrate-induced erythroid differentiation of K562 cells.Depletion of glutamine enhances sodium butyrate-induced erythroid differentiation of K562 cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiep,N. C., Kinohira, S., Furuyama, K and Taketani S
  • 雑誌名: J. Biochem 巻: 152(6) 号: 6 ページ: 509-519
  • DOI: 10.1093/jb/mvs097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of porphyrin and iron metabolisms in the δ-aminolevulinic acid (ALA)-induced accumulation of protoporphyrin and photo-damage of tumor cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohgari, Y. Miyata, Y., Miyagi, T., Gotoh, S., Ohta, T., Kataoka, T., Furuyama K., and Taketani, S
  • 雑誌名: Photochemistry & Photobiology 巻: 87(5) ページ: 1138-1145
• [雑誌論文] Ferrochelatase Catalyzes the Formation of Zn-protoporphyrin of Dry-cured Ham via the Conversion Reaction from Heme in Meat (2011)
  • 著者名/発表者名: Chau, T.T., Ishigaki, M., Kataoka, T., and Taketani, S
  • 雑誌名: J. Agric. Food Chem 巻: 59(22) ページ: 12238-12245
• [雑誌論文] Ursolic Acid Inhibits Na+ /K+ -ATPase Activity and Prevents TNF-α-Induced Gene Expression by Blocking Amino Acid Transport and Cellular Protein Synthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokomichi T, Morimoto K, Oshima N, Yamada Y, Fu, L, Taketani S, Ando M & Kataoka T
  • 雑誌名: Biomolecules 巻: 1(1) ページ: 32-47
• [雑誌論文] Roles of porphyrin and iron metabolisms in theδ-aminolevulinic acid (ALA)-induced accumulation of protoporphyrin and photo-damage of tumor cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohgari Y, Miyata Y, Miyagi T, Gotoh S, Ohta T, Kataoka T, Furuyama K, Taketani S.
  • 雑誌名: Photochemistry & Photobiology 巻: 87 (5) ページ: 1138-1145
• [雑誌論文] Ferrochelatase Catalyzes the Formation of Zn-protoporphyrin of Dry-cured Ham via the Conversion Reaction from Heme in Meat. (2011)
  • 著者名/発表者名: 194. Chau, T.T., Ishigaki, M., Kataoka, T., and Taketani, S.
  • 雑誌名: J. Agric. Food Chem. 巻: 59(22) ページ: 12238-12245
• [雑誌論文] Cytotrienin A, a translation inhibitor that induces ectodomain shedding of TNF receptor 1 via activation of ERK and p38 MAP kinase (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Taketani S, Osada H, Kataoka T.
  • 雑誌名: Eur. J. Pharmacol. 巻: 667(1-3) ページ: 113-119
• [学会発表] ヘムによるヘム合成調節と調節因子の作用機序 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹谷 茂
  • 学会等名: 第86回生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-09-12
• [学会発表] 癌特異的ALA 誘導性 Protoporphyrin の蓄積 : 酵素、遺伝子発現および物質輸送からの検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹谷 茂
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] ヘムによるヘム合成調節と調節因子の作用機序 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹谷 茂
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Relation of the expression of ABCG2 to heme metabolism (2013)
  • 著者名/発表者名: Mu Aung、川添麻子、植田亮、岩井一宏、竹谷 茂
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 新規シグナル蛋白質SRRDの性質と発現に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀千尋、足立有香、濱田和成、佐藤哲也、大川恭行、竹谷茂
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 新規シグナル蛋白質SRRDの機能ならびに概日リズムの関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 足立有香、堀千尋、佐藤哲也、大川恭行、竹谷茂
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] ヒトフラタキシンのp53変異による発現低下とWarburg effectの関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水梨奈、今井貴文、 佐藤哲也、竹谷茂
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 5-aminolevulinic acid synthase-1発現のサーカディアンリズム支配に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川添麻子、梅田茉奈、牟安峰、ヌクヌエンラン、竹谷 茂
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 鉄シャペロン frataxin 発現の p53 による調節とミトコンドリアのヘム代謝の関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹谷 茂
  • 学会等名: 第85回生化学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-09
• [学会発表] 癌細胞におけるミトコンドリアの鉄代謝の機能低下とALA-PDT (2011)
  • 著者名/発表者名: 竹谷 茂
  • 学会等名: 第84回日本生化学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] 哲シャペロンfrataxin発現のp53による調節とミトコンドリアのヘム代謝の関係
  • 著者名/発表者名: 竹谷 茂
  • 学会等名: 第８５回日本生化学会大会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡
• [学会発表] ヒト白血病細胞K562のグルタミン欠乏による赤血球分化
  • 著者名/発表者名: 川添麻子、Nuyen Hiep、木平成子、古山和道、竹谷 茂
  • 学会等名: 第８５回日本生化学会大会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡
• [学会発表] ABCG2 の発現とポルフィリン輸送の関係
  • 著者名/発表者名: 牟安峰、川添麻子、植田 亮*、岩井一宏*、竹谷 茂
  • 学会等名: 第８５回日本生化学会大会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡
• [学会発表] 癌特異的ALA誘導性Protoporphyrinの蓄積：酵素、遺伝子発現および物質輸送からの検討
  • 著者名/発表者名: 竹谷 茂
  • 学会等名: 日本農芸化学会２０１３
  • 発表場所: 仙台 東北大学
  • 招待講演
• [学会発表] 癌細胞におけるミトコンドリアの鉄代謝の機能低下とALA-PDT
  • 著者名/発表者名: 竹谷 茂
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会議場
• [学会発表] The high efficient conversion of myoglobin-heme to Zn-protoporphyrin, mediated by ferrochelatase
  • 著者名/発表者名: Chau Tuan Thanh, Mutsumi Ishigaki, Yusuke Hori, Takao Kataoka & Shigeru Taketani
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会議場
• [図書] New Food Industry (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹谷 茂、Chau Tuan Thanh
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 亜鉛―プロトポルフィリン：安全な食肉色素の開発のための基礎的研究