一酸化窒素(NO)誘導性アポトーシスの分子シャペロンによる抑制機構

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13670124
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 後藤 知己 熊本大学, 医学部, 助手 (20264286)
• キーワード: 一酸化窒素 / アポトーシス / ERストレス / CHOP / ATF6 / RAW264.7細胞 / 腹腔マクロファージ / 膵臓ラ氏島細胞

研究概要

一酸化窒素(NO)は、多彩な生理活性を持つが、過剰のNOは細胞にアポトーシスを誘導し、糖尿病など種々の疾患の原因となる。しかし、NOによるアポトーシス誘導機構の詳細は明らかではない。本研究において我々は、小胞体(ER)ストレス経路を介するNO誘導性アポトーシスの新しい経路を発見した。
マクロファージ系RAW細胞に大量のNOを作用させるとアポトーシスがおこる。このアポトーシスはP53遺伝子を欠損させた細胞でも認められたため、DNA障害-53経路以外の経路が働いていると考えられた。一方、ERストレス誘導性アポトーシスに関与することが知られている、転写因子CHOPが誘導されることを見い出した。RAW細胞やCOS-7細胞にCHOPを強制発現させるとアポトーシスがおこった。さらに、CHOPノックアウトマウス由来の、膵臓ラ氏島細胞や腹腔マクロファージはNO誘導性アポトーシスに対して抵抗性を示した。次にCHOPの上流を解析した。
ER膜に結合して存在する、ERストレスセンサー蛋白ATF6は、ERストレスによって限定分解を受けて活性化され、転写因子としてERシャペロンやCHOPの誘導などに働く。NO誘導性アポトーシスにおいてCHOPの誘導に先立ってATF6の活性化が認められた。RAW細胞およびCOS-7細胞に活性型ATF6を強制発現するとアポトーシスをおこしたが、このアポトーシスはCHOPのdominant negative form,の共発現によって抑制された。以上の結果より、NO誘導性アポトーシスにおいて、ATF6-CHOPを介するERストレス経路が働いていることが明らかになった。また、CHOPによるアポトーシスはhsp70/DnaJ chaperone pairにより抑制された。今後はCHOPより下流の経路を明らかにするとともに、シャペロンによる抑制機構を明らかにしたい。

研究成果

• [文献書誌] Gotoh, T., et al.: "Nitric oxide-induced apoptosis in RAW 264.7 macrophages is mediated by endoplasmic reticulum stress pathway involving ATF6 and CHOP"J. Biol. Chem.. 277. 12343-12350 (2002)
• [文献書誌] Oyadomari, S., et al.: "A targeted disruption of the CHOP gene protects mice against ER stress-induced diabetes"J. Clin. Invest.. 109. 525-532 (2002)
• [文献書誌] Abdul, K., et al.: "Characterization and functional analysis of a heat-enriched DnaJ/Hsp40 homolog dj4/DjA4"Cell Stress Chaperones. 7. 156-166 (2002)
• [文献書誌] Iwata, S., et al.: "Decreased expression of arginase II in the kidneys of Dahl salt-sensitive rats"Hypertens. Res.. 25. 411-418 (2002)
• [文献書誌] Koga, T., et al.: "Coinduction of nitric oxide synthase, arginine recycling enzymes and arginase T in the eye of endotoxin-induced uveitis rats"Exp. Eye Res.. 75. 659-667 (2002)
• [文献書誌] Davel, L.E., et al.: "Arginine metabolic pathways involved in the modulation of tumor-induced angiogenesis by macrophages"EBBS Lett.. 532. 216-220 (2002)