新規細胞膜エストロゲン受容体の作動薬の検索とその抗ストレス効果

2011 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23590159
• 研究機関: 産業医科大学
• 研究代表者: 高橋 浩二郎 産業医科大学, 大学病院, 部長 (70389477)
• 研究分担者: 柳原 延章 産業医科大学, 医学部, 教授 (80140896)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2014-03-31
• キーワード: 植物性エストロゲン / 細胞膜エストロゲン受容体 / ダイゼイン / ゲニステイン / カテコールアミン / ノルアドレナリントランスポーター / 抗ストレス作用

研究概要

本年度の研究計画は、細胞膜エストロゲン受容体に対する作動薬を探索し、その受容体作動薬によるカテコールアミン (CA) 神経系機能に及ぼす影響について検討することであった。まず、１）細胞膜エストロゲン受容体の作動薬を調べる目的で、副腎髄質から細胞膜を分離して、その細胞膜に対する[3H]17beta-estradiolの特異的結合に影響する植物性エストロゲンをスクリーニングした。その結果、大豆成分のゲニステインやダイゼイン、さらには葡萄の果皮成分で赤ワインの成分でもあるレスベラトロールが比較的低濃度で[3H]17beta-estradiolの特異結合を阻害した。２）ダイゼインやゲニステインによるカテコールアミン動態について培養ウシ副腎髄質細胞等を用いて検討した。その結果、ゲニステインは副腎髄質細胞でのノルアドレナリントランスポーター(NAT)の機能を促進したが、ダイゼインはその作用を示さなかった。同じ植物性エストロゲン作用のある両者の違いとして、前者はチロシンキナーゼ活性の阻害作用が有り、後者は阻害作用が無いことからゲニステインのNAT機能亢進機序としてチロシンキナーゼ活性の阻害作用が考えられた。特に、細胞膜受容体型のチロシンキナーゼ活性を阻害するチロホスチン25により抑制されることから、細胞膜受容体型のチロシンキナーゼを介している可能性が考えられた。３）ダイゼインは、それ自身でCA生合成を促進した。その機序として、細胞膜エストロゲン受容体を介する細胞外シグナル調節蛋白質リン酸化酵素(ERK)やサイクリックAMP依存性蛋白質リン酸化酵素の活性化、チロシン水酸化酵素のリン酸化及び活性化などによるものと思われた。一方、ダイゼインはACh刺激によるCA生合成及び分泌を抑制した。

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

本年度の研究計画に対して、ほぼ計画に沿って遂行された。当初の計画では、細胞膜エストロゲン受容体の作動薬を検索し、それら化合物のカテコールアミン動態に対する影響を検討することであった。上記で述べたように、大豆成分のゲニステインやダイゼインや葡萄の果皮成分で赤ワインの成分であるレスベラトロールが細胞膜エストロゲン受容体の作動薬となる可能性を示した。さらに、これらの化合物の中で、ゲニステインがノルアドレナリントランスポーター(NAT)活性を促進することから、心臓血管系の交感神経機能を抑制する可能性を示唆した。また、もう一方のダイゼインは、カテコールアミン動態に２相性に作用し、特にストレスによる反応を抑制する可能性を示唆した。

今後の研究の推進方策

今後の研究計画として、前年度に調べた細胞膜エストロゲン受容体作動薬についてさらにスクリーニングを広く行い、より特異的な作動薬もしくは阻害薬を検索する。また、この細胞膜エストロゲン受容体作動薬の細胞内シグナル伝達機序、特にリン酸化シグナル反応や細胞内Ca2+濃度の変動などについて検討する。さらに可能ならば、細胞膜エストロゲン受容体に対する分子薬理学的検討を加えて、この受容体の特性やその遺伝子クローニングについても検討を行う。

次年度の研究費の使用計画

細胞内シグナル伝達測定キット試薬、細胞培養用試薬、放射性標識化合物などの消耗品に５０万円、細胞膜受容体の遺伝子クローニング関係に３４万円、実験動物関係等のその他費に２０万円、さらに国際及び国内学会関係の旅費に３０万円を計上する。

研究成果

• [雑誌論文] Impaired insulin signaling in endothelial cells reduces insulin-induced glucose uptake by skeletal muscle (2011)
  • 著者名/発表者名: Kubota T., Kubota N., Kumagai H., Yamaguchi S., Kozono H., Takahashi T., Inoue M., Itoh S., Takamoto I., Sasako T., Kumagai K., Kawai T., Hashimoto S., Kobayashi T. Sato M., Tokuyama K., Nishimura S., Tsunoda M., Ide T. Murakami K., Yamazaki T., Ezaki O., Kawamura K., Masuda H., Moroi M., Sugi K., Oike Y., Shimokawa H., Yanagihara N., Tsutsui M., Terauchi Y., Tobe K., Nagai R., Kamata K., Inoue K., Kodama T., Ueki K., Kadowaki T
  • 雑誌名: Cell Metabolism 巻: 13 ページ: 294-307
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2011.01.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crucial vasculoprotective role of the whole nitric oxide synthase system in vascular lesion formation in mice: Involvement of bone marrow-derived cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Furuno Y., et al.
  • 雑誌名: Nitric Oxide 巻: 25 ページ: 350-359
  • DOI: doi:10.1016/j.niox.2011.06.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dendric cell-derived dopamine induceds IL-6-dependent Th17 polarization in rheumatoid arthritis (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakano K.,, et al.,
  • 雑誌名: J Immunology 巻: 186 ページ: 3745-3752
  • DOI: doi: 10.4049/jimmunol.1002745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduced spinal microglial activation and neuropathic pain after nerve injury in mice lacking all three nitric oxide synthases (2011)
  • 著者名/発表者名: Kuboyama K., et al.,
  • 雑誌名: Mol Pain 巻: 7 ページ: 50
  • DOI: doi:10.1186/1744-8069-7-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of work shift on glutamic acid and gamma-aminobutyric acid (GABA): Evaluation with proton magnetic resonance spectroscopy at 3T (2011)
  • 著者名/発表者名: Kakeda S., et al.
  • 雑誌名: Psychiatric Research: Neuroimaging 巻: 192 ページ: 55-59
  • DOI: doi:10.1016/j.pscychresns.2010.10.011
  • 査読あり
• [学会発表] 赤ワイン含有のフラボノール類のカテコールアミン分泌に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂巻 路可 他
  • 学会等名: 第85回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都
  • 年月日: 2012年3月16日
• [学会発表] ペンタゾシンによるノルエピネフリントランスポーター抑制の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小原 剛 他
  • 学会等名: 第8５回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都
  • 年月日: 2012年 3月 16日
• [学会発表] 選択的エストロゲン受容体調整薬のカテコールアミン分泌に与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲垣博英 他
  • 学会等名: 第85回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都
  • 年月日: 2012年 3月 16日
• [学会発表] 植物由来フラボノイドのカテコールアミンシグナリングへの薬理作用とその創薬的基盤研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柳原 延章 他
  • 学会等名: 第8５回 日本薬理学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都
  • 年月日: 2012年 3月 15日
• [学会発表] 赤ワインポリフェノールのレスベラトロールがノルアドレナリントランスポーター機能に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 豊平 由美子 他
  • 学会等名: 第8５回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都
  • 年月日: 2012年 3月 14日
• [学会発表] ｈｏキナーゼ阻害剤ファスジルによるノルエピネフリントランスポーター機能のアップレギュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 教昭 他
  • 学会等名: 第8５回 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館、京都
  • 年月日: 2012年 3月 14日
• [学会発表] Accelerated Vascular Lesion Formation in Mice Lacking All Nitric Oxide Synthases: Contribution of Bone Marrow Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Furuno Y., et al.,
  • 学会等名: The 75th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2011年8月3日
• [学会発表] Complete Disruption of All Nitric Oxide Synthase Genes Causes Markedly Accelerated Renal Lesion Formation in Mice in Vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: Morisada N., et al.,
  • 学会等名: The 75th Annual Scientific Meeting of the Japanese Circulation Society
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2011年8月3日
• [学会発表] Ca2+-dependent effects of nobiletin, a citrus flavonoid, on catecholamine synthesis and secretion in cultured bovine adrenal (2011)
  • 著者名/発表者名: Yanagihara N., et al.,
  • 学会等名: 7th International Forum on the Development of Traditional Chinese Medicine(招待講演)
  • 発表場所: Tianjin Saixiang Convention Center, Tianjin, China
  • 年月日: 2011年 9月 21日
• [学会発表] Effects of flavonoids on catecholamine synthesis and secretion in cultured bovine adrenal medullary cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yanagihara N., et al.,
  • 学会等名: The 8th IBRO World Congress of Neuroscience
  • 発表場所: Fortezza da Basso, Florence, Italy
  • 年月日: 2011年 7月 20日
• [図書] SOYBEANS and HEALTH (2011)
  • 著者名/発表者名: Yanagihara N., et al.
  • 総ページ数: 167-180
  • 出版者: INTECH