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2011 年度 実績報告書

システイン修飾による活性酸素受容体機能制御機構の解明

計画研究

研究領域活性酸素のシグナル伝達機能
研究課題/領域番号 20117013
研究機関九州大学

研究代表者

西田 基宏  九州大学, 薬学研究院, 准教授 (90342641)

キーワード活性酸素 / シグナル伝達 / 心血管 / 翻訳後修飾 / G蛋白質 / 受容体 / イオンチャネル
研究概要

酸化ストレスにより誘発される心血管組織の形態構造改変(リモデリング)が,様々な心血管病を誘発する原因となっている.我々は心血管リモデリングの重要因子であるアンジオテンシンIIに着目し,その責任受容体であるAT1受容体の発現量が別のG蛋白質共役型受容体(P2Y2受容体)により負に制御されることを見出した.この過程には,一酸化窒素(NO)合成酵素と転写因子NF-κBとの結合によるNF-κBの局所的な翻訳後修飾(S-ニトロソ化)が必要であること,およびこの機構が高血圧負荷で生じるマウス心臓AT1受容体発現低下に関与していることを新たに見出した(Proc.Natl,Acad.Sci.USA,2011).この現象はNF-κBの核移行を促すサイトカイン刺激では起こらないことから,活性酸素生成系-センサー/エフェクター分子との相互作用がシグナリングの特異性を決定づける重要な要素となることが明らかとなった.一方,心筋梗塞後の心機能が低下した心臓(不全心)において,NO由来の2次生成物8-nitro-cGMPが著しく合成誘導されていた.8-nitro-cGMPを心筋細胞に処置すると,MAPKの持続的活性化を伴う細胞老化が誘導された.さらに,8-nitro-cGMPの標的分子が癌遺伝子産物H-Rasであることを見出した.8-nitro-cGMPはH-RasのC端可変領域のCys184を修飾(S-グアニル化)し,H-Rasを脂質ラフトからラフト外に解離させることでH-Rasを活性化させるという全く新しい活性化機構を発見した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

活性酸素によるアンジオテンシン受容体の発現制御機構に関しては,活性酸素生成系とセンサー/エフェクター分子(NF-κB)の相互作用によるNF-κBの酸化修飾で全て説明づけられることが明らかとなった.これに加えて,心臓リモデリングを制御する酸素由来活性種の新たなセンサー分子として低分子量G蛋白質H-Rasを最近見出した.H-Rasの親電子修飾がH-Rasを持続的に活性化させることで心筋細胞の老化を誘導することを明らかにし,硫化水素イオンがこれを抑制することを新たに見出した,本知見は,生物学的意義のみならず臨床的にも非常に意義深い知見だと言える.

今後の研究の推進方策

H-Rasが親電子修飾をうけることで持続的に活性化されるか,1分子イメージング法などを用いて構造生物学的に明らかにしていく必要がある、また,H-Rasの酸化修飾が心臓リモデリングに必須であるかどうかを明らかにするためには,H-Ras欠損マウスを用いた個体レベルでの解析も必須となる.

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (12件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 心不全におけるGタンパク質の酸化修飾と活性酸素・親電子シグナル制御2012

    • 著者名/発表者名
      西田基宏, 澤智裕
    • 雑誌名

      細胞工学

      巻: 31 ページ: 150-154

  • [雑誌論文] 活性酸素のシグナル伝達2012

    • 著者名/発表者名
      西田基宏
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 48 ページ: 9-14

  • [雑誌論文] Heterologous down-regulation of angiotensin type1 receptors by purinergic P2Y_2 receptor stimulation through S-nitrosylation of NF-κB2011

    • 著者名/発表者名
      Nishida M, Ogushi M, Suda R, Toyotaka M, Saiki S, Kitajima N, Nakaya M, Kim K-M, Ide T, Sato Y, Inoue K, Kurose H
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA.

      巻: 108 ページ: 6662-6627

    • DOI

      10.1073/pnas.1017640108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein kinase A-mediated phosphorylation of TRPC6 channels underlies suppression of angiotensin II-induced vasoconstriction2011

    • 著者名/発表者名
      Nishioka K, Nishida M, Ariyoshi M, Saiki S, Jian Z, Hirano M, Nakaya M, Sato Y, Kita S, Iwamoto T, Hirano K, Inoue R, Kurose H
    • 雑誌名

      Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.

      巻: 31 ページ: 2278-2286

    • DOI

      10.1161/ATVBAHA.110.221010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] TRPC3-mediated Ca^<2+> influx contributes to Rac1-mediated production of reactive oxygen species in MLP-deficient mouse hearts2011

    • 著者名/発表者名
      Kitajima N, Watanabe K, Morimoto S, Sato Y, Kiyonaka S, Hoshijima M, Ikeda Y, Nakaya M, Ide T, Mori Y, Kurose H, Nishida M
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun.

      巻: 409 ページ: 108-113

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2011.04.124

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of the cardioprotective effects of docetaxel pre-administration against adriamycin-induced cardiotoxicity2011

    • 著者名/発表者名
      Tomonari M, To H, Nishida M, Mishima T, Sasaki H, Kurose H
    • 雑誌名

      J.Pharmacol.Sci.

      巻: 115 ページ: 336-345

    • DOI

      10.1254/jphs.10279FP

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual signaling pathways of arterial constriction by extracellular urine 5'-triphosphate in the rat2011

    • 著者名/発表者名
      Sugihara M, Morita H, Matsuda M, Umebayashi H, Kajioka S, Ito S, Nishida M, Inoue R, Futatsuki T, Yamazaki J, Mori Y, Inoue R, Ito Y, Abe K, Hirata M
    • 雑誌名

      J.Pharmacol.Sci.

      巻: 115 ページ: 293-308

    • DOI

      10.1254/jphs.10281FP

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of heterotrimetric GTP-binding proteins in the progression of heart failure2011

    • 著者名/発表者名
      Nishida M
    • 雑誌名

      J.Pharmacol.Sci.

      巻: 117 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1254/jphs.11R05CP

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of angiotensin II receptor signaling by cysteine modification of NF-κB2011

    • 著者名/発表者名
      Nishida M, Kitajima N, Saiki S, Nakaya M, Kurose H
    • 雑誌名

      Nitric Oxide

      巻: 25 ページ: 112-117

    • DOI

      10.1016/j.niox.2010.10.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ミトコンドリア活性酸素の生理的役割2011

    • 著者名/発表者名
      西田基宏
    • 雑誌名

      日薬理誌

      巻: 138 ページ: 129

  • [学会発表] G蛋白質のレドックス制御とその病態生理的意義2012

    • 著者名/発表者名
      西田基宏
    • 学会等名
      日本薬学会第132年会
    • 発表場所
      北海道(札幌)
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] 硫化水素による心臓リモデリング抑制機構の解明2011

    • 著者名/発表者名
      北島直幸、澤智裕、赤池孝章、黒瀬等、西田基宏
    • 学会等名
      第64回日本薬理学会西南部会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2011-11-21
  • [学会発表] Sulfhydration of electrophiles underlies protection against reactive oxygen species-mediated cardiac senescence by hydrogen sulfide2011

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Nishida
    • 学会等名
      The 10^<th> JBS Biofrontier Symposium -New aspects of phospholipid biology and medicine 2011-
    • 発表場所
      Fukuoka(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-16
  • [学会発表] 心不全におけるG蛋白質の酸化修飾と硫化水素による制御2011

    • 著者名/発表者名
      西田基宏
    • 学会等名
      千里ライフサイエンスセミナー「ストレス応答の分子メカニズム」
    • 発表場所
      大阪(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-14
  • [学会発表] 硫化水素は親電子物質のスルフヒドリル化を介して心筋梗塞後の心不全を抑制する2011

    • 著者名/発表者名
      西田基宏
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] TRPC3チャネルはNADPHオキシダーゼ依存的な活性酸素生成を介して心不全を誘発する2011

    • 著者名/発表者名
      北島直幸, 森本幸生, 仲矢道雄, 黒瀬等, 西田基宏
    • 学会等名
      薬学会薬理系部会次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2011
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-08-31
  • [学会発表] 硫化水素は酸化ストレスによる低分子量G蛋白質Rasを介した老化誘導を抑制することで心不全を改善させる2011

    • 著者名/発表者名
      北島直幸、澤智裕、赤池孝章、黒瀬等、西田基宏
    • 学会等名
      薬学会薬理系部会次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2011
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-08-31
  • [学会発表] 心臓リモデリングにおける親電子修飾の役割と硫化水素による保護効果2011

    • 著者名/発表者名
      西田基宏
    • 学会等名
      第2回日本学術振興会レドックス・ライフイノベーション第170委員会
    • 発表場所
      北海道(小樽)(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-09
  • [学会発表] ガス状分子によるG蛋白質の酸化的機能修飾と心不全治療への応用2011

    • 著者名/発表者名
      西田基宏
    • 学会等名
      第64回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2011-07-03
  • [学会発表] プリン作動性P2Y2受容体刺激による転写因子NF-κBのS-ニトロシル化修飾を介したアンジオテンシン受容体の発現低下2011

    • 著者名/発表者名
      西田基宏, 斎木翔太, 北島直幸, 仲矢道雄, 黒瀬等
    • 学会等名
      第11回日本NO学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-05-13
  • [学会発表] Gq蛋白質共役型受容体と内皮型NO合成酵素との機能的共役による心肥大シグナル制御2011

    • 著者名/発表者名
      北島直幸, 浦野泰照, 和泉沙希, 長野哲雄, 仲矢道雄, 黒瀬等, 西田基宏
    • 学会等名
      第11回日本NO学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-05-13
  • [学会発表] 拡張型心筋症の進行におけるTRPC3チャネルを介した活性酸素生成の関与2011

    • 著者名/発表者名
      北島直幸, 渡邉邦宏, 仲矢道雄, 黒瀬等, 西田基宏
    • 学会等名
      第11回日本NO学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-05-13
  • [図書] Angiotensin : New Research, Redox regulation of angiotensin receptor signaling in the heart2012

    • 著者名/発表者名
      Nishida M, Sunggip C, Kitajima N, Kurose H
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      NOVA Publishers (New York)
  • [備考]

    • URL

      http://chudoku.phar.kyushu-u.ac.jp

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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