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2017 年度 実施状況報告書

テトラヒドロビオプテリン欠損がもたらす不安定高血圧症とPriapism

研究課題

研究課題/領域番号 16K08561
研究機関藤田保健衛生大学

研究代表者

一瀬 千穂  藤田保健衛生大学, 医学部, 准教授 (10247653)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードテトラヒドロビオプテリン / ノルアドレナリン / 一酸化窒素 / Priapism (持続勃起症) / 交感神経 / セピアプテリン還元酵素
研究実績の概要

Priapism(持続勃起症)はヒトでは鎌状赤血球症の男性の42%に合併することが知られている他、中枢・末梢神経系疾患、向精神薬の使用、腫瘍などが原因となり、放置すれば性機能不全となる。我々の研究グループでは、テトラヒドロビオプテリン(BH4)生合成の第3段階を触媒するセピアプテリン還元酵素遺伝子ノックアウト(Spr-/-)マウスのオスで高率にpriapismを生じることを見出した。priapismは泌尿器学的emergencyの一つであり、一方逆にErectile Dysfunction(勃起障害)の治療法につながる可能性がある。BH4は交感神経節後線維の伝達物質であるノルアドレナリン(Nad)および一酸化窒素(NO)の生合成に必須のコファクターであることから、これらの分子とSpr-/-マウスのPriapismとの関連について解析を行った。4-11カ月齢の野生型マウスでは0% (n=26)、Spr-/-マウスでは69.2% (n=26)の比率でpriapismが観察された。野生型マウスのPenisホモジネート中の総ビオプテリン量は30.9 ± 6.0 pmol/mg protein (n=7)、Spr-/-マウスでは2.49 ± 0.44 pmol/mg protein (n=11)で野生型の8.1%であった。野生型マウスのNad含量は12.6 ± 1.3 pmol/mg protein (n=7)、Spr-/-マウスでは2.20 ± 0.43 pmol/mg protein (n=10)で野生型の17.5%であった。野生型マウスのNO2+NO3(一酸化窒素代謝物)量は2.16 ± 0.17 nmol/mg protein (n=4)、 Spr-/-マウスでは3.45 ± 0.31 nmol/mg protein (n=7)で野生型の158.8%と有意に増加していた。

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

(1)Spr-/-マウスの解析について、概要に記した結果を得た。今後、薬物投与によって詳細な機序を明らかにするとともに、(2)キノノイド型ジヒドロビオプテリン還元酵素ノックアウト(Qdpr-/-)マウスの解析、および(3)BH4によるチロシン水酸化酵素(TH)の安定化に関する課題が残っている。

今後の研究の推進方策

(1)Spr-/-マウスで効率に発症するPriapismのメカニズムとしては、交感神経機能の低下とともにNO(一酸化窒素)の産生異常、cGMP分解機構の抑制が考えられる。今後Western Blotting法により、チロシン水酸化酵素、eNOS、PDE5Aおよびそのリン酸化体、nNOSのタンパク質量をひっかくする。Spr-/-マウスにBH4,L-threo-DOPS(Nad前駆物質)、NOS阻害薬のL-NAMEをマウスに投与して経過を観察する。またヒトの鎌状赤血球症に付随するPriapismに関して酸化ストレスの関与が指摘されていることから、NADPH Oxidase, 4-hydroxynonenalなどの酸化ストレスマーカーを定量する。交感神経入力とnNOSの発現については相互調節がある知見を得ており、これについても解析する。BH4生合成系はアデノシン代謝ともリンクする可能性があるため、Spr-/-マウス組織中のプリン体の定量をおこう。
(2)Qdpr-/-マウスにメトトレキサートを腹腔内投与し、BH4/BH2比を変化させ、血管弛緩反応を野生型マウスと比較する。NO代謝物および組織のラジカル生成を測定する。
(3)Spr-/-マウスはじめBH4を欠損させたマウスでは、神経終末でTHの減少が生じる。hsp40と相互作用するシャペロンタンパクDNAJC1とBH4との関連について、新たな系を用いて検討したいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

理由: 平成29年度はSpr-/-マウスの解析を集中的に行ったが、生じた残額はわずかであった。
使用計画: 平成30年度はSpr-/-マウスのpriapismについての論文を投稿予定である。Qdpr-/-マウスの解析とBH4によるTHの安定化に関する課題に関して新たな試薬等を必要とし、残額を生じない見込みである。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] メトトレキサート投与が、キノノイド型ジヒドロビオプテリン還元酵素遺伝子ノックアウトマウス大動脈のプテリジン含量と弛緩反応におよぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      一瀬(鷲見)千穂、菅沼由唯、狩野泰輝、井平典子、池本和久、一瀬 宏、近藤一直
    • 学会等名
      第31回日本プテリジン研究会
  • [学会発表] セピアプテリン還元酵素遺伝子ノックアウトマウスの血圧変動の機序2017

    • 著者名/発表者名
      一瀬(鷲見)千穂、菅沼由唯、狩野泰輝、井平典子、野村裕子、池本和久、畑 忠善、加藤節子、一瀬 宏、近藤一直
    • 学会等名
      第131回日本薬理学会近畿部会

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公開日: 2018-12-17  

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