プロスタグランジンとトロンボキサン生合成機構の分子生物学的研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08457042
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 国立循環器病センター
• 研究代表者: 田辺 忠 国立循環器病センター研究所, 薬理部, 部長 (60025624)
• 研究分担者: 波多江 利久 国立循環器病センター研究所, 薬理部, 室員 (10251026) ; 井上 裕康 国立循環器病センター研究所, 薬理部, 室長 (40183743) ; 横山 知永子 国立循環器病センター研究所, 薬理部, 室長 (90200914)
• キーワード: プロスタグランジン / プロスタサイクリン / トロンボキサン / 構造 / 分子生物学

研究概要

本研究では、プロスタグランジン(PG)H_2から生合成される化合物、PGI_2、トロンボキサン(TX)、PGE_2の生合成に関与する3つの酵素の構造と発現調節機構を明らかにし、これらの酵素の発現調節が、アラキドン酸からPGH_2生成に関与する2つシクロオキシゲナーゼ(COX)アイソザイムの発現とどのように相関しているかを血管、肺、腎臓、血管内皮細胞、血管平滑筋、マクロファージなどを使って明らかにすることを目的とする。
本年度は、以下の点を明らかにした。1.リボプローブを用いるin situハイブリダイゼーションによりラット組織でのPGI合成酵素の発現部位を調べ、血管、気管支、子宮などの平滑筋に主な発現を認めた。マウス腹腔マクロファージをカゼインとBCGで活性化したところ、活性化の程度を示すマカ-とされるIa抗原の発現とPGI合成酵素遺伝子の発現は逆相関し、TX合成酵素の発現は同傾向を示した(田辺)。2.PGI合成酵素の遺伝子の性質を明らかにするため、ヒト遺伝子を単離し、プロモーター領域を含めた構造を培養血管内皮細胞や血管平滑筋を使って明らかにするとともに、FISH法により20ql3.11に位置することを明らかにした(横山)。3.血管内皮傷害を起こさせたラット頚動脈にPGI合成酵素cDNAをリポゾーム法で導入し、血管肥厚を平均30%抑制した(横山)。4.マクロファージ系のモデルとしてU937細胞にルシフェラーゼをレポーターに持つ種々の修飾5'非転写領域配列を持つベクター用いて、ヒトCOX-2遺伝子のLPSによる強い誘導のグルココルチコイドによる抑制は、少なくともNF-κB結合部位を介していることが明らかになった(井上)。5.293細胞を用いてヒトPGI合成酵素の高発現系を確立し、P450に例外なく保存されている活性中心のCysxとExxRモチーフのGluとArgを特異的に変異させたところ、全く活性を示さなかった(波多江)。

研究成果

• [文献書誌] 田辺忠: "誘導型シクロオキシゲナーゼ" ファルマシア. 32・8. 938-942 (1996)
• [文献書誌] 井上裕康: "COX-1とCOX-2の生化学と分子生物学2 誘導と転写調節機構" 治療学. 30・12. 1347-1351 (1996)
• [文献書誌] 波多江利久: "プロスタサイクリン生合成-プロスタサイクリン合成酵素の蛋白構造と遺伝子発現" 動脈硬化. 24・9. 449-455 (1997)
• [文献書誌] Hatae,T.: "Site-directed mutagenasis of human prostacyclin synthase : alteration of Cys^<441> of the Cys-poket,and Glu^<347> and Arg^<350> of the EXXR mofit" FEBS Lett.389. 268-272 (1996)
• [文献書誌] Yokoyama,C.: "Human gene encoding prostacyclin synthase (PTGIS) : genomic organization chromosomal localization,and promoter activity" Genomics. 36. 296-304 (1996)
• [文献書誌] Tone,Y.: "The ragional distribution and cellular localization of mRNA encoding rat prostacyclin synthase" Eur.J.Cell Biol.72. 268-277 (1997)
• [文献書誌] Segrola,R.J.: "Cyclic strain is a weak inducer of prostacyclin synthase expression in povine aortic endothelial cells" J.Surg.Res.(in press). (1997)
• [文献書誌] Kelley,D.J.: "Benzo 〔a〕 pyrene up-regulates cyclooxygenase-2 gene expression in oral epithelial cells" Carcinogenesis. (in Press). (1997)
• [文献書誌] Mestre,J.R.: "Retinolds suppress epidermal growth-factor induced transcription of cyclooxyse-2 in human oral epithelial cells" Cacer Res.(in Press). (1997)
• [文献書誌] 井上裕康: "NOSとCOX" メディカルレビュー社, 193 (1996)
• [文献書誌] 田辺忠: "分子細胞生物学辞典" 東京化学同人, 1025 (1997)