腎障害発症過程におけるアポトーシスとシトクロムP450が生成する活性酸素の関与

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10670094
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 今岡 進 大阪市立大学, 医学部, 助教授 (60145795)
• キーワード: シトクロム P450 / 活性酸素 / 血管 / Hypoxia

研究概要

腎障害や血管障害の発生には活性酸素やフリーラジカルが関与していることが明らかにされている。これらの活性種は、蛋白質、膜脂質、DNAなどに結合したり、様々な遺伝子を誘導したりすることが知られている。スーパーオキシドなどの活性酸素は、酸化酵素が働くとき、その副産物として生成するが、一方では、情報伝達にも重要な役割をしていると考えられている。シトクロムP450(P450)は一原子酸素添加酵素で、NADPH-P450還元酵素を介して、NADPHから電子を受け取り、基質を酸化する酵素である。P450は誘導性の酵素で、薬物投与や病態時においてその量が大きく変動する。今回の検討で、ラットにフェノバルビタール(PB)を投与すると、肝臓においてP450の誘導に伴って、活性酸素の生成量が増加し、癌遺伝子であるc-mycが誘導され、活性酸素の生成が様々な遺伝子も誘導していることが示された。このことから、細胞障害発症には、活性酸素の直接的な作用以外に、遺伝子の誘導による影響が深く関わっていることが推測されたので、モデルとして肝癌細胞(Hep 3B)及びラット血管平滑筋の初代培養細胞を用いて、酸素濃度の変化による遺伝子の誘導を検討した。酸素濃度を20%から1%に低下させると、その過程で活性酸素が発生することを見いだした。さらに、これまで報告されているように、虚血性の細胞障害で誘導されてくるヘムオキシゲナーゼなどの酵素の誘導も確認された。一方、この誘導はNADPHの競合阻害剤であるDPICによって阻害された。さらに、これらの細胞において、Western blotting及びRT-PCRによってNADPH-P450還元酵素の存在が確認されたが、NADPH-oxidaseは検出されず、P450系の生成する活性酸素が遺伝子発現に寄与している可能性が明らかにされた。

研究成果

• [文献書誌] S. Takemura, Y. Minamiyama, S. Imaoka, et al.: "Hepatic cytochrome P450 is directly inactivated by nitric oxide, not by inflammatory cytokines, in the early phase of endotoxemia"J. Hepatol.. 30. 1035-1044 (1999)
• [文献書誌] Y. Minamiyama, S. Yakemura, T. Akiyama, S. Imaoka et al.: "Isoforms of cytochrome P450 on organic nitrate-derived nitric oxide release in human heart"FEBS Lett.. 452. 165-169 (1999)
• [文献書誌] T. Ichihara et al.: "Inhibition of liver flutathione S-transferase placental form-positive foci development in the rat hepatocarcinogenesis by Porphyra tenera (Asakusa-nori)"Cancer Lett.. 141. 211-218 (1999)
• [文献書誌] K. Ayajiki, T. Okamura, H. Fujioka, S. Imaoka et al.: "Involvement of CYP3A-derived arachidonic acid metabolite(s) in responses to endothelium-derived K^+ -channel opening substance in monkey lingual artery"Br. J. Pharmacol.. 128. 802-808 (1999)