低酸素で誘導されるアポトーシスのチミジンホスホリラーゼによる抑制機構

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20790139
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 池田 龍二 鹿児島大学, 医学部・歯学部附属病院, 薬剤師 (50398278)
• キーワード: チミジンホスホリラーゼ / 2-デオキシ-D-リボース / HIF-1α / プロリン水酸化酵素 / ユビキチン-プロテアソーム / Fe^<2+>

研究概要

ヒト白血病HL-60細胞を低酸素条件下で培養するとHIF-1αが誘導されHIF-1βとへテロ二量体(HIF-1)を形成する。このHIF-1は低酸素下におけるアポトーシスの誘導や血管新生因子VEGFや解糖系酵素などの標的遺伝子の発現を介して細胞や組織の低酸素応答において中心的役割を果たしている。我々は、チミジンホスホリラーゼおよびその分解産物である2-デオキシ-D-リボースが低酸素下でHIF-1αのユビキチン化を促進すること、ユビキチンリガーゼであるvon-Hippel Lindau癌抑制遺伝子(VHL)とHIF-1αの結合を促進することによりHIF-1α発現レベルを抑制することを見出している。HIF-1αの分解は、プロリン水酸化酵素(PHD)によって、HIF-1αの酸素依存性分解ドメインのプロリンが水酸化することに基づく。プロリンが水酸化されたHIF-1αは、VHLと結合して、ユビキチンプロテアソームのシステムで速やかに分解される。低酸素下での2-デオキシ-D-リボースによるHIF-1αの分解促進反応の分子機構を明らかにすることを目的として実験を行った。まず、HL-60細胞多2-デオキシ-D-リボースで処理し、正常酸素下および低酸素下でのPHD1/2/3の発現をイムノブロット解析およびRT-PCR法で調べたところPHDの発現には影響を与えていなかった。次に、HIF-1αとPHD2の結合に2-デオキシ-D-リボースが与える影響を調べるために、HL-60細胞を2-デオキシ-D-リボースで処理し、正常酸素下および低酸素下で培養した。細胞抽出液を採取し、HIF-1αの抗体で免疫沈降後、PHD2の抗体でイムノブロット解析を行った。その結果、2-デオキシ-D-リボースは、HIF-1αとPDH2のタンパク質の結合を強めていることが判明した。PHDは、二価の鉄とアスコルビン酸を共役因子とし、酸素とケトグルタル酸を基質とする酵素である。2-デオキシ-D-リボースの還元性について調べたところ、2-デオキシ-D-リボーズは高い還元能を有していた。2-デオキシ-D-リボースが、PHD活性やユビキチンプロテアソーム系に及ぼす影響を引き続き解析している。

研究成果

• [雑誌論文] Major vault protein forms complexes with hypoxia-inducible factor (HIF)-1α and reduces HIF-1α level in ACHN human renal adenocarcinoma cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwashita K., Ikeda R., Takeda Y., Sumizawa T., Furukawa T., Yamaguchi T., Akiyama S., Yamadak.
  • 雑誌名: Cancer Science 101 ページ: 920-926
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of thymidine phosphorylase in the induction of early growth response protein-1 and thrombospondin-1 by 5-fluorouracil in human cancer carcinoma cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsushita, S., lkeda, R., Nishizawa Y., Che X. F., Furukawa T., Miyadera K., Tabata S., Ushiyama M., Tajitsu Y., Yamamoto M,. Takeda Y., Minami K., Mataki H., Kanzaki, T., Yamada K., Kanekura T., Akiyama S.
  • 雑誌名: Internatinal Journal of Oncology 36 ページ: 1193-1200
  • 査読あり
• [雑誌論文] SUVmax of FDG-PET correlates with the effects of neoadjuvant chemoradiotherapy for oral squamous cell carcinoma (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyawaki, A., Ikeda, R., Hijioka, H., Ishida, T., Usiyama, M.., Nozoe, E., Nakamura, N.
  • 雑誌名: Oncology Reports 23 ページ: 1205-1212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced platelet responiveness due to chilling and its relation to CD40 ligand level and platelet-leukocyte aggregate formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Ayukawa, O., Nakamura, K., Kariyazono, H., lkeda, R., Arima, J., Shinkawa, T., lwase, H., Sakata, R., Yamada, K.
  • 雑誌名: Blood Coagulation and Fibrinolysis 20 ページ: 176-184
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabiligy of hospital preparations of Azunol Water Gargles for pain relief in oral cancer patients with oral mucositis (2009)
  • 著者名/発表者名: Ushiyama, M., lkeda, R., Nitta, T., Tazitsu , Y., Miyawaki, A., Nishizawa, Y., Yamaguchi, T., Yamaguxhi, H., Akatsuka, C., Shimodouzono, Y., Ushinohama, K., Sugawara, H., Sugihara, K., Nakamura, N., Takeda, Y., Yamada, K.
  • 雑誌名: Cancer Therapy 7 ページ: 277-281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adverse effects of superselective intra-arterial infusion chemotherapy in patients with oral cancer (2009)
  • 著者名/発表者名: Ushiyama, M., Ikeda, R., Yamaguchi, H., Miyawaki, A., Nitta, T., Yamguchi, T., Matsumoto, K., Shimodouzono, Y., Furkawa, T., Akiyama, S., Nakamura N., Yamada, K.
  • 雑誌名: Journal of Applied Therapeutic Research 7 ページ: 58-64
  • 査読あり
• [学会発表] チミジンホスホリラーゼ発現腫瘍での5-fluorouracil (5-FU)によるearly growth response factor-1 (EGR-1)発現誘導 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西澤由紀彦、池田龍二、田實裕介、俣木博徳、武田泰生、古川龍彦、牛山美奈、山口辰哉、車暁芳、山本雅達、松下茂人、秋山伸一、山田勝士
  • 学会等名: 第26回日本薬学会九州支部大会
  • 発表場所: 九州大学大学院薬学研究院(福岡市)
  • 年月日: 2009-12-12
• [学会発表] 高浸透圧によって誘導されるmajor vault protein (MVP)の発現亢進機構の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田實裕介、池田龍二、岩下健一、田畑祥、西澤由紀彦、山口辰哉、牛山美奈、山本雅達、車暁芳、古川龍彦、武田泰生、秋山伸一、山田勝士
  • 学会等名: 第62回日本薬理学会西南部会
  • 発表場所: リジェール松山(松山市)
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] RNA-タンパク質複合体vaultはヒト腎癌由来細胞株ACHN細胞においてhypoxia-inducible factor-1α(HIF-1α)と結合し、そのユビキチン依存的な分解を促進する (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩下健一、池田龍二、武田泰生、住澤知之、古川龍彦、山口辰哉、秋山伸一、山田勝士
  • 学会等名: 第62回日本薬理学会西南部会
  • 発表場所: リジェール松山(松山市)
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] チミジンホスホリラーゼによるNF-KBの活性化機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田畑祥、山本雅達、池田龍二、古川龍彦、車暁芳、新里能成、南謙太朗、向田直史、武田泰生、山田勝士、秋山伸一
  • 学会等名: 第68回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2009-10-03
• [学会発表] Gemcitabine耐性細胞でのCNT1,RRM1の発現変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川龍彦、池田龍二、小松正治、秋山伸一
  • 学会等名: 第68回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市)
  • 年月日: 2009-10-03