肥満細胞と好中球をモデル系としたアラキドン酸カスケード開始反応の統一的理解

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07557160
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 工藤 一郎 昭和大学, 薬学部, 教授 (30134612)
• 研究分担者: 北口 暢哉 旭化成工業株式会社, ライフサイエンス基礎研究所・創薬化学研究室, 室長 ; 大石 幸子 北里大学, 薬学部, 教授 (70050416)
• キーワード: 肥満細胞 / マクロファージ / アラキドン酸代謝 / ホスホリパーゼA_2 / シクロオキシゲナーゼ / サイトカイン / プロスタノイド / PAF

研究概要

本年度では、肥満細胞及びマクロファージ等の血球系細胞をモデル系に、アラキドン酸代謝系の制御機構を個々の酵素レベルで調べた。
【1】肥満細胞におけるアラキドン酸代謝:哺乳動物細胞に広く一般に認められるアラキドン酸代謝の異なるフェーズ(即時相、遅発相)におけるホスホリパーゼA_2(PLA_2)及びシクロオキシゲナーゼ(COX)の機能的連関について、骨髄由来培養肥満細胞(BMMC)とラット腹腔肥満細胞(CTMC)をモデル系として検討し、以下の結果を得た。(1)IgE/抗原やサイトカイン刺激に応じた即時相では、細胞質PLA_2(cPLA_2)とCOX-1の両常在性酵素の機能連関によって、一過的にPGD_2が産生された。(2)即時相に続いて起こる遅発相では、cPLA_2と誘導型COX-2の機能連関により持続的にPGD_2が産生された。遅発相と並行して分泌性PLA_2(sPLA_2)分子種のひとつであるsPLA_2-IIAの発現が誘導され、COX-2の発現の増強に寄与した。(3)先天的にsPLA_2-IIAを欠損するマウス由来BMMCを用いた解析により、新規sPLA_2分子種であるsPLA_2-VがsPLA_2-IIAの機能を代替する可能性を示した。(4)肥満細胞の脱顆粒に伴って、PLA_2分子種のひとつである分泌型PAFアセチルハイドロラーゼが細胞外に放出され、肥満細胞自らが産生したPAFを速やかに分解することを見出した。また、PAFアセチルハイドロラーゼの発現が特定のサイトカインによって誘導されることが確認され、肥満細胞の抗炎症的側面が明かとなった。
【2】マクロファージにおけるアラキドン酸代謝:(7)ラット腹腔マクロファージをA23187刺激すると常在型cPLA_2/COX-1経路を介してTXA_2が(即時相)、LPSで刺激するとcPLA_2とsPLA_2-IIAが協調的に誘導型COX-2と連関してPGE_2が(遅発相)産生されることを見出した。(8)あらかじめLPSで刺激した細胞を二次的にA23187で刺激すると、cPLA_2/COX-2経路を介してPGE_2が産生された(プライミング相)。(9)COX-2と連関するPGE_2合成酵素が誘導型酵素であることを見出した。
【総括】以上の結果から、それぞれの常在型または誘導型代謝酵素群がアラキドン酸代謝の異なるフェーズで選択的にカップリングし、細胞、刺激、またはフェーズ特有のプロスタノイド産生が調節されるものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] H.Naraba et al.: "Segregated coupling of phospholipase A_2,cyclooxygenase,and terminal prostanoid synthases in different phases of prostanoid biosynthesis in rat peritoneal macrophages" J.Immunol.(in press). (1998)
• [文献書誌] M.Murakami et al.: "Detection of secretory phospholipase A_2 released but not identical to type II isozyme in C57BL/6J mouse-derived mast cells" FEBS Lett.413. 249-254 (1997)
• [文献書誌] K.Nakajima et al.: "Activated mast cells release extracellular type platelet-activating factor acetylhydrolase that contributes to autocrine in activation of platelet-activating factor" J.Biol.Chem.272. 19708-19713 (1997)
• [文献書誌] M.Murakami et al.: "Cyclooxygenase-2-dependent delayed prostaglandin D_2 generation is initiated by nerve growth factor in rat peritoneal mast cells : Its augmentation by extracellular type II secretory phospholipase A_2" J.Immunol.159. 439-446 (1997)
• [文献書誌] T.Ogasawara et al.: "Mouse bone marrow-derived mast cells undergo exocytosis,prostanoid generation and cytokine expression in response to G protein-activating polybasic compounds after coculture with fibroblasts in the presence of c-kit ligand" J.Immunol.158. 393-404 (1997)
• [文献書誌] H.Matsumoto et al.: "Concordant induction of prostaglandin E_2 synthase with cyclooxygenase-2 leads to preferred production of prostaglandin E_2 over thromboxane and prostaglandin D_2 in lipopolysaccharide-stimulated rat peritoneal macrophages" Biochem.Biophys.Res.Commun.230. 110-114 (1997)