フリーラジカルによるDNA・蛋白の損傷・装飾が発癌過程で果たす意義

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07670241
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 豊國 伸哉 京都大学, 医学研究科, 講師 (90252460)
• 研究分担者: 日合 弘 京都大学, 医学研究科, 教授 (10073131)
• キーワード: フリーラジカル / 酸化ストレス / 発癌 / 鉄 / DNA修飾塩基 / 脂質過酸化

研究概要

活性酸素(フリーラジカル)は変異、発癌、虚血・再灌流障害、放射線・紫外線障害など種々の生命現象に深く関与することが認識されるようになっている。私たちはいままで、鉄キレート剤である鉄ニトリロ三酢酸反復投与によるラット腎発癌モデルにおいて、活性酸素がその発癌過程に深く関与することを報告してきた。本研究の最終目標は、上記「活性酸素による発癌モデル」において、rate-limitingとなりうる遺伝子を同定し、その変異や発現機構を解析することおよび活性酸素をひとつの切り口として発癌機構を追及することである。
発癌の標的遺伝子の同定に関して、私たちは以下のアプローチを取った。1)活性酸素の代謝に関与する蛋白・酵素遺伝子の発現の評価、2)p53、rasなど既知遺伝子の変異の解析である。1)では、発癌過程初期よりGSH S-transferase piの特異的な誘導を見いだした。2)では、低頻度のp53遺伝子の変異を認めた。従って、本発癌モデルの主要な標的遺伝子はいまだ同定されていない。
更に、フリーラジカルの攻撃により生成する産物の検討を詳細に行った。フリーラジカルの標的は脂質・核酸・蛋白質など多岐に渡り、フリーラジカル反応により生成する化合物の報告数は年々増加している。しかしながら、活性酸素のエフェクターとして実際、要となり働くのはかなり限られた分子であることが予想される。私たちはこのモデルにおいて膜脂質の損傷(過酸化脂質)において炭素鎖が2から12の全飽和・不飽和アルデヒドをガスクロマトグラフィーと質量検出器を使用する分析法で定量し、4-hydroxy-2-nonenal(HNE)の増加率が最も高いことを見いだし、更にHNE修飾蛋白に対するモノクローナル抗体を作成し、免疫化学的応用を行った。

研究成果

• [文献書誌] Toyokuni S: "Sagripanti J-L and Hitichins VM.Cytotoxic and mutagenic effects of ferric nitrilotriacetate on L5178Y mouse lymphoma cells." Cancer Lett. 88. 1995 (157-162)
• [文献書誌] Toyokuni S,Miyake N,Hiai H,Hagiwara M,Kawakishi S,Osawa T and Uchida K: "The monoclonal antibody specific for the 4-hydroxy-2-nonenal histidine adduct." FEBS Lett. 359. 1995 (189-191)
• [文献書誌] Toyokuni S,Mori T,Hiai H and Dizdarolu M: "Treatment of Wistar rats with a renal carcinogen,ferric nitrilotriacetate,causes DNA-protein cross-linking between thymine and tyrosine in their renal chromatin." Int J Cancer. 62. 1995 (309-313)
• [文献書誌] Nishiyama Y,Suwa H,Okamoto K,Fukumoto M,Hiai H and Toyokuni S: "Low incidence of point mutations in H-,K-and N-ras oncogenes and p53 tumor suppressor gene in renal cell carcinoma and peritoneal mesothelioma of Wistar rats induced by ferric nitrilotriacetate" Jpn J Cancer Res. 86. 1995 (1150-1158)
• [文献書誌] Toyokuni S and Sagripanti J-L: "Association between 8-hydroxy-2′-deoxyguanosine formation and DNA strand breaks mediated by copper and iron" Free Radic Biol Med. 20. 1996 (859-864)
• [文献書誌] Toyokuni S: "Iron-induced carcinogenesis : the role of redox regulation" Free Radic Biol Med. 20. 1996 (553-566)