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

2012 年度 研究成果報告書

• 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
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 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)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 細胞情報伝達学 / 活性酸素 / 心血管

研究概要

かつて酸素毒の原因として位置づけられてきた活性酸素が、最近では細胞内シグナル伝達における主要なメディエーターとなることが明らかにされてきている。この分子機構には、蛋白質の活性中心に存在するシステインの酸化修飾が関与すると考えられる。我々は、心血管病を制御する神経液性因子であるアンジオテンシンIIの責任受容体(AT1R)が活性酸素により発現調節を受けることに着目し、その分子制御機構を解析した。受容体-Gi蛋白質の共役を阻害する百日咳毒素は、活性酸素の生成を介してAT1R発現量を増加する。百日咳毒素は、Toll様受容体4の活性化によるNADPHオキシダーゼ依存的な活性酸素生成とそれに続くIκBのリン酸化に依存した分解がNFκB転写活性を増加させることでAT1R発現量を増加させることを明らかにした。一方、炎症性リガンドの一つである細胞外ヌクレオチド(ATP)が、誘導型一酸化窒素(NO)合成酵素(iNOS)の発現を増加させ、細胞質で転写因子NFκBと複合体を形成することで、NFκBのシステインを局所的に修飾(S-ニトロソ化)し、アンジオテンシン受容体数を低下させることを見出した。以上の結果から、活性酸素の生成系とセンサー/エフェクター分子との相互作用がシグナル伝達経路の特異性を作り出す可能性を示した。さらに、心不全初期にiNOSを介して生成されるNOが心筋保護に働く一方で、慢性期の心臓で生成されるNOが細胞内に存在するGTPやcGMPと反応することで親電子性の2次生成物(8-nitro-cGMP)を形成すること、8-nitro-cGMPが低分子量G蛋白質H-Rasのシステインを特異的に修飾(S-グアニル化)することで細胞老化を誘導し、心機能不全を引き起こす可能性を新たに見出した。興味深いことに、硫化水素(H2S)が、ガスではなく求核性の高いアニオン(HS?)として新電子物質を直接消去すること、心筋梗塞モデルマウスへのNaHS投与により慢性心不全が改善されることを個体レベルで実証した。

研究成果

• [雑誌論文] GRK6 deficiency in mice causes autoimmune disease due to impaired apoptotic cell clearance (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakaya M, Tajima M, Kosako H, Nakaya T, Hashimoto A, Watari K, Nishihara H, Ohba M, Komiya S, Tani N, Nishida M, Taniguchi H, Sato Y, Matsumoto M, Tsuda M, Kuroda M, Inoue K, Kurose H
  • 雑誌名: Nature Commun 巻: 4 ページ: 1532
  • DOI: DOI:10.1038/ncomms2540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of cardiac fibrosis by β-blocker in G protein-independent and GRK5/β-arrestin2-dependent signaling pathways (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakaya M, Chikura S, Watari K, Mizuno N, Mochinaga K, Mangmool S, Koyanagi S, Ohdo S, Sato Y, Ide T, Nishida M, Kurose H
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287(42) ページ: 35669-35677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mammalian formin Fhod3 plays an essential role in cardiogenesis by organizing myofibrillogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Kan-o M, Takeya R, Abe T, Kitajima N, Nishida M, Tominaga R, Kurose H and Sumimoto H
  • 雑誌名: Biol. Open 巻: 1(9) ページ: 889-896
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recombinant mitochondrial transcription factor A protein inhibits nuclear factor of activated T cells signaling and attenuates pathological hypertrophy of cardiac myocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujino T, Ide T, Yoshida M, Onitsuka K, Tanaka A, Hata Y, Nishida M, Takehara T, Kanemaru T, Kitajima N, Takazaki S, Kurose H, Kang D and Sunagawa K
  • 雑誌名: Mitochondrion 巻: 12 ページ: 449-458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen sulfide anion regulates redox signaling via electrophile sulfhydration (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Sawa T, Kitajima N, Ono K, Inoue H, Ihara H, Motohashi H, Yamamoto M, Suematsu M, Kurose H, van der Vliet A, Freeman BA, Shibata T, Uchida K, Kumagai Y and Akaike T
  • 雑誌名: Nature Chem. Biol 巻: 8 ページ: 714-724
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein kinase A-mediated phosphorylation of TRPC6 channels underlies suppression of angiotensin II-induced vasoconstriction. Arterioscler (2011)
  • 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 and Kurose H
  • 雑誌名: Thromb. Vasc. Biol 巻: 31 ページ: 2278-2286
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRPC3-mediated Ca2+ influx contributes to Rac1-mediated production of reactive oxygen species in MLP-deficient mouse hearts (2011)
  • 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 and Nishida M
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 409 ページ: 108-113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heterologous down-regulation of angiotensin type1 receptors by purinergic P2Y2 receptor stimulation through S-nitrosylation of NF-κB (2011)
  • 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 and Kurose H
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 108 ページ: 6662-6627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of the cardioprotective effects of docetaxel pre-administration against adriamycin-induced cardiotoxicity (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomonari M, To H, Nishida M, Mishima T, Sasaki H, and Kurose H
  • 雑誌名: J. Pharmacol. Sci 巻: 115 ページ: 336-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual signaling pathways of arterial constriction by extracellular urine 5'-triphosphate in the rat (2011)
  • 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 and Hirata M
  • 雑誌名: J. Pharmacol. Sci 巻: 115 ページ: 293-308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of TRPC6 channel activity contributes to the anti-hypertrophic effects of natriuretic peptides-guanylyl cyclase-A signaling in the heart (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Kuwahara K, Nishida M, Jiang Z, Rong X, Kiyonaka S, Kuwabara Y, Kurose H, Inoue R, Mori Y, Li Y, Nakagawa Y, Usami S, Fujiwara M, Yamada Y, Minami T, Ueshima K and Nakao K
  • 雑誌名: Circ. Res 巻: 106 ページ: 1849-1860
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pertussis toxin upregulates angiotensin type1 receptors through TLR4-mediated Rac activation (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Suda R, Tanabe S, Onohara N, Nakaya M, Kanaho Y, Sumimoto H, Sato Y and Kurose H
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 285 ページ: 15268-15277
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of TRPC6 channels at Thr69 is required for anti-hypertrophic effects of phosphodiesterase 5 inhibition (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Watanabe K, Sato Y, Nakaya M, Kitajima K, Ide T, Inoue R and Kurose H
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 285 ページ: 13244-13253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca^<2+> influx and protein scaffolding via TRPC3 sustain PKC■ and ERK activation in B cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Numaga T, Nishida M, Kiyonaka S, Kato K, Katano M, Mori E, Kurosaki T, Inoue R, Hikida M, Putney JW Jr, and Mori Y
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 123 ページ: 927-938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective and direct inhibition of TRPC3 channels underlies biological activities of a pyrazole compound (2009)
  • 著者名/発表者名: Kiyonaka S, Kato K, Nishida M, Mio K, Numaga T, Sawaguchi Y, Yoshida T, Wakamori M, Mori E, Numata T, Ishii M, Takemoto H, Ojida A, Watanabe K, Uemura A, Kurose H, Morii T, Kobayashi T, Sato Y, Sato C, Hamachi I and Mori Y
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 106 ページ: 5400-5405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amphotericin B-Induced Renal Tubular Cell Injury is Mediated by Na^+ Influx through Ion-Permeable Pores and Subsequent Activation of MAP Kinases and Elevation of Intracellular Ca2+. Antimicrob (2009)
  • 著者名/発表者名: Yano T, Itoh Y, Kawamura E, Maeda A, Egashira N, Nishida M, Kurose H, Oishi R
  • 雑誌名: Agents Chemother 巻: 53 ページ: 1420-1426
  • 査読あり
• [雑誌論文] P2Y6 Receptor-Gα_<12/13> Signaling in Cardiomyocytes Triggers Pressure Overload-induced Cardiac Fibrosis (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Sato Y, Uemura A, Narita Y, Tozaki-Saitoh H, Nakaya M, Ide T, Suzuki K, Inoue K, Nagao T & Kurose H
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 27 ページ: 3104-3115
  • 査読あり
• [雑誌論文] A food-derived synergist of NGF signaling: Identification of protein tyrosine phosphatase 1B as a key regulator of NGF receptor-initiated signal transduction (2008)
  • 著者名/発表者名: Shibata T, Nakahara H, Kita N, Matsubara Y, Han C, Morimitsu Y, Iwamoto N, Kumagai Y, Nishida M, Kurose H, Aoki N, Ojika M, Uchida K
  • 雑誌名: J. Neurochem 巻: 107 ページ: 1248-1260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keap1 regulates the constitutive expression of GST A1 during differentiation of Caco-2 cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Kusano Y, Horie S, Shibata T, Satsu H, Shimizu M, Hitomi E, Nishida M, Kurose H, Itoh K, Kobayashi A, Yamamoto M, Uchida K
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 47 ページ: 6169-77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Voltage-dependent N-type Ca^<2+> channels in endothelial cells contribute to oxidative stress-related endothelial dysfunction induced by angiotensin II in mice
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Ishikawa T, Saiki S, Sunggip C, Aritomi S, Harada E, Kuwahara K, Hirano K, Mori Y, Kim-Mitsuyama S
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: (in press)
  • DOI: DOI:pii: S0006-291X(13)00456-7
  • 査読あり
• [学会発表] Hydrogen sulfide suppresses H-Ras-mediated cardiac senescence after myocardial infarction via electrophile sulfhydration (2012)
  • 著者名/発表者名: 西田基宏
  • 学会等名: 第33回内藤コンファレンス Oxygen Biology, Hypoxia, Oxidative Stress and Diseases
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20120626-29
• [学会発表] Sulfhydration of Electrophiles Underlies Protection against Reactive Oxygen Species-mediated Cardiac Senescence by Hydrogen Sulfide (2011)
  • 著者名/発表者名: 西田基宏
  • 学会等名: New Aspects of Phospholipid Biology and Medicine 2011 (第10回JBSバイオフロンティア国際シンポジウム)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 20111114-16
• [学会発表] Diacylglycerol-activated TRPC channels as a new therapeutic target of heart failure (2010)
  • 著者名/発表者名: 西田基宏
  • 学会等名: The 9th International Symposium on 'Recent Trends in Pharmaceutical Sciences
  • 発表場所: Yeungnam University, Gyeongsan, Korea
  • 年月日: 2010-02-04
• [学会発表] P2Y6 receptor-Gα_<12/13> signaling triggers pressure overload-induced cardiac fibrosis (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Sato Y, Uemura A, Tozaki-Saitoh H, Nakaya M, Inoue K & Kurose H
  • 学会等名: Fukuoka Purine 2009 (Joint with JSPS Core-to-Core Program A Satellite Symposium for IUPS2009)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 20090700
• [学会発表] Role of diacylglycerol-activated TRPC channels in the development of heart failure (2009)
  • 著者名/発表者名: 西田基宏
  • 学会等名: The 6th Japan-Korea Conference on Cellular Signaling for Young Scientists
  • 発表場所: Huis Ten Bosch, Nagasaki, Japan
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] Purinergic P2Y6 Receptor in Cardiomyocytes Initiates Pressure Overload-induced Cardiac Fibrosis (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Uemura A, Nakaya M & Kurose H
  • 学会等名: 2009' International Symposium for Pharmaceutical Sciences
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2009-11-05
• [学会発表] Down-regulation of angiotensin receptors by S-nitrosylation of NF-■B (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishida M
  • 学会等名: Society for Free Radical Research (SFRR) International. Free Radical School in Japan 2009
  • 発表場所: Joetsu Kokusai Ski Resort, Nagano
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] TRPC channels as a new therapeutic target for heart failure (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishida M
  • 学会等名: The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences
  • 発表場所: IUPS2009, Kyoto
  • 年月日: 2009-07-29
• [学会発表] Extracellular nucleotides trigger pressure overload-induced cardiac fibrosis through P2Y6R-Gα_<12/13> signaling pathways (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishida M
  • 学会等名: KUSCR Japan/Korea Conference on Cellular Signaling 2008
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 20080000
• [図書] Redox regulation of angiotensin receptor signaling in the heart. Angiotensin: New Research (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Sunggip C, Kitajima N & Kurose H
  • 総ページ数: 165-179
  • 出版者: NOVA Publishers (New York), Edited by Harada S and Moi I
• [図書] Heterotrimeric G proteins in heart failure. Heart Failure: Symptoms, Causes and Treatment Options (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishida M, Ohba M, Nakaya M & Kurose H
  • 総ページ数: 51-72
  • 出版者: NOVA Publishers (New York), Edited by Wright MS
• [備考]
  • URL: http://soyaku.phar.kyushu-u.ac.jp/