| 研究課題/領域番号 |
12J02358
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
宮本 亮 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 特別研究員(DC1)
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| キーワード | 硫化水素 / aspartate aminotransferase / mercaptopyruvate sulfurtransferase / cystathionine γ-lyase / cystathionine β-synthasse / PC12 / 神経細胞 |
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| 研究概要 |
有毒ガスとして知られている硫化水素(H_2S)は、哺乳動物の体内においてもアミノ酸のシステインから酵素によって産生され、近年では神経系においても生理・病態反応に関与することが示唆されている。しかし現在、神経系におけるH_2S産生メカニズムはほとんどわかっていない。これまでに非神経系の組織・細胞では4つの酵素CSE(cystathionine γ-lyase)、CBS(cystathionine β-synthase)、AST(aspartate aminotransferase)、MPST(mercaptopyruvate sulfurtransferase)による3種類の経路(CSE、CBS、AST-MPST)を介してH_2Sが産生されることが報告されている。そこで本研究ではまず神経モデル細胞であるPC12細胞を用い、いずれの経路が神経系のH_2S産生に寄与しているかについて検討した。酵素の発現量をウエスタンブロット法により調べたところ、CBS、ASTおよびMPSTの発現が認められた。またメチレンブルー法によるH_2S産生量測定に基づき酵素活性を測定したところ、AST・MPST活性のみが顕著に認められた。さらにPC12細胞のH_2S産生はASTの主要基質であるアスパラギン酸、ASTの阻害剤であるAOAAおよびMPSTのRNA干渉によっても減少した。これらのことから神経モデル細胞であるPC12細胞ではASTとMPSTが主要なH_2S産生酵素であることが示唆された。またPCI2細胞のH2S産生量は還元剤濃度依存性に増加し、弱アルカリ性で最大を示した。そのため神経系細胞では細胞内環境の変化などによりAST・MPST活性が変化し、H_2S産生に重要な役割を果たしていることが考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現在までに神経細胞では他の細胞・組織とは異なる経路により硫化水素(H_2S)が生じることを明らかにした。そのため、関連する2つの酵素の活性変化をもたらす物質が神経系のH_2S産生を調節する内因性因子である可能性が考えられる。また本年度は内因性因子の探索に必要な実験系の確立も行った。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在用いているH_2S測定法は細胞破砕により抽出した蛋白を用いたものであり、生きた細胞でのリアルタイム測定には不向きである。そのため蛍光色素を用いたライブセル・イメージングを行い、より生理的条件下でのH_2S測定も実施する予定である。
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