エンドトキシンショックにおけるマクロファージ遊走阻止因子の発現機構と機能の解明

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09670144
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 西平 順 北海道大学, 医学部, 助教授 (30189302)
• 研究分担者: 田中 勲 北海道大学, 理学部, 教授 (70093052) ; 井上 芳郎 北海道大学, 医学部, 教授 (20051584)
• キーワード: グルタチオン / マクロファージ / エンドトキシンショック / MIF

研究概要

解毒系酵素であるグルタチオントランスフェラーゼ(GST)の構造と機能の相関に関する研究で、ペプチドマッピング法によりその酵素活性中心部位を同定し、核磁気共鳴法(NMR)や部位特異的アミノ酸置換法により触媒のメカニズムを中心に研究を行ってきた。興味深いことに、解毒をつかさどるGSTと免疫系防御機構に関わるマクロファージ遊走阻止因子(MIF)に極めて相同性の高いアミノ酸配列が存在することが明らかとなり、MIFの構造と機能の相関に関する研究に着手した。リコンビナントMIFを用いタンパク質結晶構造解析に成功し、その高次構造を明らかにした。これまでMIFはサイトカインとして機能すると考えられていたが、この構造解析の結果をもとに異性化酵素として機能することも明らかにした。また、MIFは免疫担当細胞のみならずに脳、腎臓、血管などあらゆる臓器で発現し細胞の機能維持に不可欠な分子であることや、エンドトキシン刺激による急性呼吸窮迫症候群(ARDS)病態モデルラットを用い、MIFがARDSで増悪因子として機能することなどを明らかにした。さらに、MIFは癌細胞の増殖を促し、成長因子としても機能することが明らかにした。最近、MIFと同様な酵素活性を有するヒトD-dopachrometautomerase遺伝子のクローニングに成功し、そのタンパク質高次構造がMIFと極めて類似していること、またMIFと同様にアミノ末端のプロリン残基が酵素活性中心として機能するユニークなタンパク質であることなどを明らかにした。さらに、MIF-related protein(MRP)や転写因子OmpRをクローニングし、これらリコンビナントタンパク質を用いてX線結晶構造解析より高次構造を明らかにし、タンパク質とカルシウムイオンあるいはRNAとの相互作用についても報告した。

研究成果

• [文献書誌] Hirokawa,J.: "Tumor necrosis fact-α regulates the gene expression of macrophage migration inhibitory factor through tyrosine kinase-dependent pathway in 3T3-L1 adipocytes." J.Biochem.123. 733-739 (1998)
• [文献書誌] Nishihira,J.: "Identification of macrophage migration inhibitory factor (MIF) in human vascular endothelial cells and its induction by lipopolysacchraide." Cytokine. 10. 199-205 (1998)
• [文献書誌] Ogata,A.: "Identification of macrophage migration inhibitory factor (MIF) mRNA expression in neural cells of the rat brain by in situ hybridization." Neurosci.lett.246. 173-177 (1998)
• [文献書誌] Makita,H.: "Effect of anti-macrophage migration inhibitory factor antibody on LPS-induced pulmonary neutrophil accumulation." Am.J.Resp.Crit.CareMed.158. 573-579 (1998)
• [文献書誌] Kuriyama,T.: "Cloning of the mouse gene for D-dopachome tautomerase." Biochim.Biophys.Acta.1388. 506-512 (1998)
• [文献書誌] Takahashi,N.: "Involvement of macrophage migration inhibitory factor (MIF) in the mechanism of tumorcell growth." Mol.Med.4. 707-714 (1998)