膜脂質シグナリングによるアポトーシス誘導・制御機構の解明

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12470042
• 研究機関: (財)応用生化学研究所
• 研究代表者: 野澤 義則 (財)応用生化学研究所, 研究部長 (10021362)
• 研究分担者: 坂野 喜子 岐阜大学, 医学部, 助教授 (50116852) ; 田中 雅嗣 (財)応用生化学研究所, 研究部長 (60155166) ; 赤尾 幸博 (財)応用生化学研究所, 研究部長 (00222505)
• キーワード: アポトーシス / スフィンゴミエリン代謝 / ホスホリパーゼD

研究概要

アポトーシス誘導の細胞内情報伝達には幾つかの経路が関与しており、刺激に特異的な部分とそれらが最終的に集約される共通経路から成り立っている。カスパーゼカスケードやBcl-2によるアポトーシス制御のメカニズムはよく知られているが、膜脂質シグナリングのアポトーシス誘導における役割は十分明らかではない。そこで、アポトーシスの誘導と制御の両者の調節機構を明らかにすることを目的として、コリン含有リン脂質代謝系のクロストークを含んだ膜脂質シグナリングについて検討した。
ヒト前立腺ガン細胞(LNCaP)を抗ガン剤(カンプトテシン,CPT)で処理しアポトーシス誘導を行い、SMaseなどの各種酵素活性の変化およびセラミドの量的変動を測定した。LNCaPはCPTにより時間依存的にアポトーシスが誘導され、核の断片化がみられた。CPTによるLNCaPのアポトーシス誘導時にセラミドの有意な増加がみられたが、SMase活性には変化が認められず、またフモニシンB_1によりセラミド産生が抑制されたことから、セラミドの増加はde novo系の増加によるものと思われた。また、アポトーシス誘導により各種カスパーゼの活性化がおこるが、CPTによるアポトーシス誘導にセラミドは関与しないことが示唆された。
一方、PC12細胞ではH_2O_2や低酸素によるアポトーシス誘導初期にホスホリパーゼD(PLD)が一過性に上昇し、また、PLDを過剰発現させると低酸素によるアポトーシス誘導が抑制された。さらに、スフィンゴシン1-リン酸(S1P)はsurvivalシグナルに関与することが知られており、S1P刺激によるPLD活性化がPI3キナーゼ・Aktの活性化に関与することが示唆され、PLDはsurvivalシグナルの活性化を介してアポトーシス防御作用に関与することが推測された。

研究成果

• [文献書誌] Yamakawa,H.,Ito,Y.,Naganawa,T.,Banno,Y.,Nakashima,S.,Yoshimura,S.,Sawada,M.,Nishimura,Y.,Nozawa,Y.,Sakai,N.: "Activation of caspase-9 and-3 during H_2O_2-induced apoptosis of PC12 cells independent of ceramide formation"Neurol.Res.. 22. 556-564 (2000)
• [文献書誌] Sawada,M.,Nakashima,S.,Banno,Y.,Yamakawa,H.,Takenaka,K.,Shinoda,J.,Nishimura,Y.,Sakai,N.,Nozawa,Y.: "Influence of Bax or Bcl-2 overexpression on the ceramide-dependent apoptic pathway in glioma cells"Oncogene. 19. 3508-3520 (2000)
• [文献書誌] Hamaya,Y.,Takeda,T.,Dohi,S.,Nakashima,S.and Nozawa,Y.: "The effect of pentobarbital, isoflurane, and propofol on immediate-early gene expression in the vital organs of the rat"Aneth.Analg.. 90. 1177-1183 (2000)
• [文献書誌] Watanabe,A.,Nakashima,S.,Adachi,T.,Saji,S.,Nozawa,Y.: "Changes in the expression of lipid-mediated signal-tansducing enzymes in the rat liver after partial hepatectomy"Surg.Today. 30. 622-630 (2000)
• [文献書誌] Sawada,M.,Nakashima,S.,Banno,Y.,Yamakawa,H.,Hayashi,K.,Takenaka,K.,Nishimura,Y.,Sakai,N.,Nozawa,Y.: "Ordering of ceramide formation, caspase activation, and Bax/Bcl-2 expression during etoposide-induced apoptosis in C6 glioma cells"Cell Death Differ.. 7. 761-772 (2000)
• [文献書誌] Nagaki,M.,Sugiyama,A.,Osawa,Y.,Naiki,T.,Nakashima,S.,Nozawa,Y.,Moriwaki,H.: "Lethal hepatic apoptosis mediated by tumor necrosis factor receptor, unlike Fas-mediated apoptosis, requires hepatocyte sensitization in mice"J., Hepatol.. in press.
• [文献書誌] 野澤義則: "細胞研究モデルとしての血小板,血小板-大きな活力を秘めた小さな血球,池田康夫,山崎博男監修"恒陽社. (2000)