神経-内分泌-免疫系の相互作用:特にカテコールアミン分泌及び生合成に及ぼすサイトカイン類の影響

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07672480
• 研究機関: 産業医科大学
• 研究代表者: 柳原 延章 産業医科大学, 医学部, 助教授 (80140896)
• キーワード: カテコールアミン / 分泌 / 生合成 / インターフェロン-α / インターロイキン-α / Ca^<2+> / カルモデュリン / プロテインキナーゼC / 副腎髄質細胞

研究概要

1)インターフェロン-αのカテコールアミン分泌及び生合成に対する影響
(1)サイトカインの1種であるインターフェロン(IFN)-αは臨床使用上、うつ症状等の精神異常を引き起こす事がある。今回著者は中枢カテコールアミン(以下CA)神経系のモデルとして培養ウシ副腎髄質細胞でのIFN-αのCA分泌・生合成に及ぼす影響について検討した。IFN-αを細胞に添加すると、培養メディウム中へ分泌されるCA量が濃度依存的(10-1000U/ml)に増加した。この促進作用はIFN-α処理後8時間で認められ、48時間後も観察された。(2)この時^<14>C-チシロンからの^<14>C-CA生合成に対してIFN-α(1000U/ml)は影響しなかった。(3)IFN-αの細胞内刺激伝達系を調べる目的でIFN-α処理後の細胞内プロテインキナーゼC活性の変動を調べた。その結果IFN-α(10-1000U/ml)はプロテインキナーゼCの細胞質から細胞膜へのトランスロケーションを引き起こした。以上の結果をまとめると、IFN-αは副腎髄質細胞からのCA分泌を促進するが、その細胞内機序としてプテインキナーゼCの活性化が関与している事が考えられた。
2)甲状腺乳頭腺癌患者由来細胞株(NIM-1細胞)の増殖とそのシグナル伝達機構に及ぼすインターロイキン1-αの作用
(1)インターロイキン1-α(IL-1α)(0.01-1ng/ml)はNIM-1細胞の増殖を促進した。その作用はL-型電位依存性Ca^<2+>チャンネル阻害剤のニカルジピンにより阻害された。(2)IL-1αは細胞内への^<45>Ca^<2+>流入を促進し、この作用もまたニカルジピンにより抑制された。(3)IL-1αの細胞増殖作用はプロテインキナーゼCの阻害剤H-7では抑制されなかったが、カルモデュリン阻害剤W-7によってほぼ完全に抑制された。以上の結果よりIL-1αはNIM-1細胞を増殖させるが、その細胞内機序としてCa^<2+>/カルモデュリンの関与が示唆された。
3)CA生合成及び分泌調節におけるCa^<2+>/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼII(CaMキナーゼII)の関与
CaMキナーゼIIの選択的阻害剤KN-62のCA生合成及び分泌反応に及ぼす影響について検討した。その結果KN-62は生理的刺激剤アセチルコリンによるCA分泌及びチロシン水酸化酵素の活性化を阻害した。しかしながら同時に^<45>Ca^<2+>流入及び^<22>Na^+流入も抑制する事からKN-62は細胞内CaMキナーゼIIを抑制するというよりも、細胞膜のイオンチャンネルに作用してCA分泌・生合成を阻害しているものと思われた。
以上の結果をまとめると、免疫系の情報伝達物質であるIFN-αやIL-1αは神経系や内分泌系細胞に対して種々な影響を及ぼしており、その細胞内機序としてプロテインキナーゼCやCa^<2+>/カルモデュリン系の関与が考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Yumiko Tohohira: "Effect of interferon-α on catecholamine secretion from cultured bovine adrenal medullary cells" Japanese Journal of Pharmacology. 67. 147 (1995)
• [文献書誌] Nobuo Inokuchi: "Stimulatory effect of interleukin-1α on proliferation through a Ca^<2+>/calmodulin-dependent pathway of a human thyroid carcinoma cell line, NIM-1" Japanese Journal of Cancer Research. 86. 670-676 (1995)
• [文献書誌] Reiji Yoshimura: "Inhibition by carbamazepine of various ion channels-mediated catecholamine secretion in cultured bovine adrenal medullary cells" Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. 352. 297-303 (1995)
• [文献書誌] Nobuyuki Yanagihara: "Activation of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase II and its novel substrate in bovine adrenal medullary cells" Jounal of Neurochemistry. 65. S19 (1995)
• [文献書誌] Kouichiro Minami: "Inhibitory effects of propofol on catecholamine secretion and uptake in cultured bovine adrenal medullary cells" Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. 353 (in press). (1996)
• [文献書誌] Masato Tsutsui: "Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase II inhibitor KN-62 inhibits adrenal medullary chromaffin cell functions independent of its action on the kinase" Journal of Neurochemistry. 66 (in press). (1996)