温熱誘発アポトーシスにおける活性酸素情報伝達の分子機構

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580565
• 研究機関: 富山医科薬科大学
• 研究代表者: 近藤 隆 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (40143937)
• 研究分担者: 田渕 圭章 富山医科薬科大学, 生命科学実験センター, 助手 (20322109) ; 趙 ちん利 富山医科薬科大学, 医学部, 教務職員(研究職) (90313593) ; 小川 良平 富山医科薬科大学, 医学部, 講師 (60334736)
• キーワード: 温熱 / ハイパーサーシア / アポトーシス / 活性酸素 / フリーラジカル

研究概要

温熱誘発アポトーシスの分子機構と活性酸素種の役割を検討する目的で以下の化学的増感について検討した。
1.以前より実験に用いており、アポトーシスの情報伝達機構の情報を得ているヒトリンパ腫細胞株U937を用い、温熱処理後のアポトーシス、ミトコンドリア膜電位の変化、活性酸素生成および細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]i)を測定した。温熱処理(44℃,10分)単独でのアポトーシス誘導は僅かであったが、リドカイン(Lid)併用により濃度依存性に増加した。脂溶性の異なるプリロカイン(Pri)、ブビバカイン(Bup)の影響についても調べた。DNA断片化の最大増強効果をしめす濃度は、脂溶性とは逆のBup<Lid<Priの順となった.温熱処理により[Ca^<2+>]iが増加したが、Lid併用との併用により,さらに増加した。[Ca^<2+>]iを阻害すると膜電位の変化や活性酸素生成も部分的に抑制され、[Ca^<2+>]iがミトコンドリア機能に影響し、アポトーシス制御に働くことが判明した。
2.アポトーシスを起こしにくい扁平上皮癌由来CaSkiおよび腺癌由来HeLaを用いて温度依存性フリーラジカル発生剤(AAPH)による温熱誘発アポトーシスを検討した。44℃、1時間処理し24時間後のアポトーシス指標、[Ca^<2+>]i、および過酸化脂質(LPO)量を調べた。AAPHは細胞毒性を示さない濃度の併用で、細胞増殖を抑制し、アポトーシスを増強した。[Ca^<2+>]iおよび過酸化脂質量も併用により増加した。一方、チトクロムcの遊離を認めたが、ミトコンドリア膜電位、Bax, Bcl-2の変化はなかった。以前のU937細胞を用いた知見と比較すると、アポトーシス抵抗性細胞における温熱とAAPHの併用ではLPOと[Ca^<2+>]iの増加によるアポトーシス経路は同様であるが、典型的なミトコンドリア機能変化を示さないアポトーシス誘発であることが判明した。

研究成果

• [文献書誌] Arai Y.et al.: "Enhancement of hyperthermia-indueed apoptosis by local anesthetics on human hystiocytic lymphoma U937 cells"J. Biol Chem.. 277・21. 18986-18993 (2002)
• [文献書誌] Feril, Jr.L.B.et al.: "Enhancement of hyperthermia-induced apoptosis by nonthermal effects of ultrasound"Cancer Lett.. 178. 63-70 (2002)
• [文献書誌] Kojima, M. et al.: "Protective effects of cimetidine on radiation-induced micronuclei and apoptosis in human peripheral blood lymphocytes"Free Radical Res.. 36・3. 255-263 (2002)
• [文献書誌] Honda, H. et al.: "Effects of dissolved gases and an echo contrast agent on apoptosis induced by ultrasound and its mechanism vis the mitochondria-caspase pathway"Ultrasound Med. Biol.. 28・5. 673-682 (2002)
• [文献書誌] Li, F.-J.et al.: "A lipophilic free radical initiator, 2,2'-azob1s (2,4-dimethylvaleronitrile) (AMVN) enhances caspase-dependent apoptosis induced by hyperthermia"Int. J. Hyperthermia. (in press). (2003)
• [文献書誌] Yuki, H. et al.: "A free radical initiator, 2,2'-azobis (2-aminopropane) dihydrochloride enhances hyperterhmia-induced apoptosis in human uterine cervical cancer cell lines"Free Radical Res.. (in press). (2003)