活性酸素のエフェクター分子の固定とその生物学的意義の追求

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09670223
• 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, 助教授 (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: 活性酵素 / フリーラジカル / 酸化ストレス / 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine / 4-hydroxy-2-nonenal / モノクローナル抗体 / 発がん / 糖尿病

研究概要

鉄ニトリロ三酢酸による腎尿細管傷害・腎発がんのモデルは1982年に当教室で開発されたモデルであり、腎近位尿細管でFenton-like reactionを引き起こす。酸化ストレスの形態学的評価のためには、フリーラジカル反応によるcovalentな修飾を受けた分子に対する抗体を作製するというストラテジーが適切と考え、まず、生体内においてはどのような修飾分子の増加率が高いかを検討した。上記モデルにおいては、DNA修飾塩基として8-hydroxy-2'-deoxyguanosine(8-OHdG)、アルデヒド化合物として4-hydroxy-2-nonenal(HNE)の増加率が最も高いことを見いだした。アルデヒド化合物はフリーの状態でいると、疎水性でありパラフィン包埋の過程で流出し失われてしまう。アルデヒド化合物が蛋白のアミノ酸残基と反応しマイケル反応産物を形成するという化学反応の解明が、抗体作成の過程で重要であった。名古屋大学大学院生命農学研究科、日本老化制御研究所と共同で、上記のエピトープに対するポリクローナル・モノクローナル抗体を作製あるいは評価を行った。そして、幸運にもこれらの抗体は通常のパラフィン包埋の病理標本で使用可能であることが判明した。
上記鉄ニトリロ三酢酸のモデルだけではなく、糖尿病(Goto-Kakizakiラット)、虚血・再灌流モデル(肺、肝、皮弁)、砒素中毒症、大腸癌、C型肝炎、アルコール性肝炎などにおいて酸化ストレスが関与していることを証明した。特に、糖尿病の膵ランゲルハンス島における酸化ストレスの評価は本手法により初めて可能となったものであり意義深い。

研究成果

• [文献書誌] Toyokuni S.: "Reactive oxygen species-induced molecular damage and its application in pathology"Pathology International. 49. 91-102 (1999)
• [文献書誌] Tanaka T.et al.: "High incidence of allelic loss on chromosome 5 and inactivation of p15 and p16 tumor suppressor genes in oxystress-induced renal cell carcin* of rat"Qucogene. 18. 3793-3797 (1999)
• [文献書誌] Toyokumi S.et al.: "Intranuclear distribution of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine"Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 47. 833-835 (1999)
• [文献書誌] Ihara Y.et al.: "Hyperglycemia causes oxidative stress in pancreatic β-cells of GK rats,a model of type 2 diabetes"Diabetes. 48. 927-932 (1999)
• [文献書誌] Kondo S.et al.: "Persistent oxidative stress in human colorectal adenocarcinoma,but not in adenoma"Free Radical Biology&Medicine. 27. 401-410 (1999)
• [文献書誌] Toyokuni S.and Sagripant:J-L: "Ironchelators modulate the production of DNA strand breaks and 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine"Free Radical Research. 31. 123-128 (1999)