フリーラジカルによるウイルス遺伝子変異メカニズムの解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10877054
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 赤池 孝章 熊本大学, 医学部, 助教授 (20231798)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 豊田 哲也 久留米大学, 医学部, 教授 (00197972) ; 永井 美之 東京大学, 医科学研究所, 教授 (20022874) ; 加藤 篤 東京大学, 医科学研究所, 助手 (40152699) ; 前田 浩 熊本大学, 医学部, 教授 (90004613) ; 宮本 洋一 熊本大学, 医学部, 助手 (20295132)
• Keywords: フリーラジカル / NO / パーオキシナイトライト / 遺伝子変異 / ウイルス感染病態 / ウイルス分子進化

Research Abstract

感染・炎症において過剰に生成するスーパーオキサイドやNO由来のパーオキシナイトライトの有するユニークな化学的反応性に焦点をあて、感染・炎症にともない生ずることが予想される遺伝子損傷や遺伝子変異メカニズムの解析を行った。特に本年度は、変異のマーカー遺伝子としてgreen fluorescent protein(GFP)を組み込んだセンダイウイルス(GFP/ScV)を用いてin vitroとin vivoの系でパーオキシナイトライトなどのNO由来の反応性窒素酸化物によるウイルス遺伝子変異促進作用について検討した。
その結果、(1)in vitroの系において、GFP/SeVを生理的濃度のパーオキシナイトライト(0.8μM)で処理すると、ウイルスの感染性が損なわれない条件下で、ウイルスゲノムに組み込まれたGFP遺伝子が変異した株が、0.5%-1.0%の頻度で出現した。また、パーオキシナイトライトが、ウイルスに対して99.98%の致死率を示す反応条件下では、100%の変異率が得られた。(2)in vivoの系におけるNOもしくはパーオキシナイトライトに依存したウイルス遺伝子変異を検証するするため、C57BL/6-iNOSノックアウトマウスおよびC57BL/6野生マウスを用いてGFP/SeV感染系を作製し、それぞれのマウス肺内で増殖したウイルスのGFP遺伝子変異率を比較検討した。その結果、野生マウス感染系においてはiNOSノックアウトマウスの3〜4倍程度高いウイルス遺伝子変異率が認められた。
以上の知見は、ウイルス性の感染・炎症反応にともない過剰に産生されるNOやパーオキシナイトライトが、生体やウイルスの塩基を損傷し、内因性の変異原性物質として作用することを示唆している。

Research Products

• [Publications] Akaike,T.,et al.: "Free radicals in viral pathogenesis:Molecular mechanisms involving superoxide and NO" Proc.Soc.Exp.Biol.Med.217. 64-73 (1998)
• [Publications] Yoshida,M.,et al: "Effect of the NO scavenger carboxy-PTIO on endothelium-dependent vasorelaxation of various blood vessels from rabbits" Life Sciences. 62. 203-211 (1998)
• [Publications] WuJ.,et al.: "Modulation of enhanced vascular permeability in tumors by a bradykinin antagonist, a cyclooxygenase inhibitor,and a nitric oxide scavenger" Cancer Res.58. 159-165 (1998)
• [Publications] Maeda,H.,et al.: "Human matrix metalloprotease activation by insults of bacterial infection involving proteases and free radicals" Biol.Chem.379. 193-200 (1998)
• [Publications] Sato,K.,et al.: "Therapeutic effect of erythromycin on influenza virus-induced lung injury in mice" Am.J.Respir.Crit.Care Med.157. 853-857 (1998)
• [Publications] Maeda,H.,and Akaike,T.: "Nitric oxide and oxygen radicals in infection,inflammation,and cancer" Biochemistry(Moscow). 63. 854-865 (1998)
• [Publications] Yoshida,M.,et al.: "The possible effect of nitric oxide on relaxation and noradrenaline release in the isolated rabbit urethra" Eur.J.Pharmacol.357. 213-219 (1998)
• [Publications] Nakatsubo,N.,et al.: "Improved nitric oxide detection using 2,3-diaminonaphthalene and its application to the evaluation of novel nitric oxide synthase inhibitors" Biol.Pharm.Bull.21. 1247-1250 (1998)
• [Publications] Sawa,T.,et al.: "Lipid peroxyl radicals from oxidized oils and heme-iron:Implication of a high-fat diet in colon carcinogenesis" Cancer Res. Epidemiol.Biomarkers & Prevention. 7. 1007-1012 (1998)
• [Publications] Doi,K.,et al.: "Induction of heme oxygenase-1 by nitric oxide and ischemia in experimental solid tumors and implications for tumorgrowth" Br.J.Cancer. (in press). (1999)
• [Publications] Fujii,S.,et al.: "Role of nitric oxide in pathogenesis of herpes simplex virus encephalitis in rats" Virology. (in press). (1999)
• [Publications] Maeda,H.,et al.: "Free radical generation from heterocyclic amines by cytochromes b_5 reductase in the resence of NADH" Cancer Letters. (in press). (1999)
• [Publications] Maeda,H.,et al.: "Kallikrein-kinin in infection and cancer" Immunopharmacology. (in press). (1999)
• [Publications] Akaike,T.,and Maeda,H.: "Nitric oxide and oxygen radicals in infection,inflammation,and cancer Oxide and Infection(ed.F.C.Fang)" Plenum Publishing co.,New York(in press), (1999)