肝細胞老化と肝再生不全における老化指標蛋白SMP30の役割

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12670516
• Research Institution: JUNTENDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 北村 庸雄 順天堂大学, 医学部, 講師 (20231285)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 敬子 東京都老人総合研究所, 分子病理, 助手 (00100131) ; 広瀬 美代子 順天堂大学, 医学部, 助手 (70266039) ; 池嶋 健一 順天堂大学, 医学部, 助手 (20317382)
• Keywords: 老化 / 肝再生 / SMP30

Research Abstract

SMP30は加齢とともにその発現が減少するCa2+結合蛋白で、老化機構に関わる蛋白と考えられている。またラットでは肝と腎に高発現していることから、加齢により生じ得る肝病態の変化(急性肝障害の重症化、肝再生能の低下)に関与している可能性が推測される。我々はSMP30の発現と肝細胞死制御の関連を明らかにするため、その機構を肝細胞の増殖・分化、Ca2+ signalingの点から検討した。(1)Hep G2細胞にpcDNA3/SMP30を導入することでtransfectants(tf)を作製し、種々の細胞死シグナル(Ca2+ overload、tumor necrosis factor-a plus actinomycin D : TNF-a/Act D、serum deprivation)に対するアポトーシス誘導をmock transfectants(mtf)との対比において比較検討した。(2)SMP30 knockout(KO)およびwild type(WT)マウスから初代培養肝細胞を分離培養し、細胞死シグナルに対するアポトーシス誘導能、epidermal growth factor(EGF)に対するDNA合成能、および免疫蛍光染色によるconnexin32発現を指標とした細胞分化能の比較検討を行なった。(3)またCa2+動態の検討を[Ca2+]iおよびCa2+ effluxの測定により行なった。(1)Ca2+ ionophoreによるアポトーシス誘導はtfにおいて有意に抑制された。またtfではATP刺激による[Ca2+]iの上昇が抑制され、同時にCa2+ effluxの亢進が認められた。一方、TNF-a/Act Dによるアポトーシス誘導もtfで有意に抑制され、この抑制はcalmodulin(CaM)の阻害剤であるtrifluoperazineにより濃度依存性に解除された。さらに血清除去によるアポトーシス誘導もtfで有意に抑制された。(2)マウスより分離した肝細胞においてTNF-a/Act Dによるアポトーシス誘導はKOで有意に増強された。一方、EGF刺激によるDNA合成能の亢進はKOで有意な抑制がみられた。さらに細胞分化能の検討では、培養にともなう肝細胞脱分化の加速がKOにおいて認められた。(3)phenylephrineによる[Ca2+]i responseはKOとWTで異なり、前者では[Ca2+]i oscillations([Ca2+]iの時間的・周期的変動)の発現が認められた。種々の細胞死シグナルに対しSMP30は肝細胞のアポトーシスを抑制することが明らかとなった。この機構は単一ではなく、(1)細胞膜Ca2+ pump活性化による[Ca2+]i homeostasisの制御、(2)CaM/CaM kinase cascadeによる細胞死回避シグナルの増強、(3)細胞増殖・分化機構の調節、(4)Ca2+結合蛋白としての[Ca2+]i signalingに及ぼす影響などを介し機能しているものと考えられた。SMP30は肝細胞における新しいアポトーシス制御因子であり、その発現は加齢にともない減少することから、高齢者における肝障害の病態に関与している可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Kon K, Ikejima K, Hirose M, Yoshikawa M, Enomoto N, Kitamura T, Takei Y, Sato N.: "Pioglitazone Prevents Early-Phase Hepatic Fibrogenesis Caused by Carbon Tetrachloride"Biochem Biophys Res Commun. 291. 55-61 (2002)
• [Publications] Ikejima K, Honda H, Yoshikawa M, Hirose M, Kitamura T, Takei Y, Sato N.: "Leptin augments inflammatory and profibrogenic responses in the murine liver induced by hepatotoxic chemicals"Hepatology. 34. 288-297 (2001)
• [Publications] Enomoto N, Ikejima K, Yamashina S, Hirose M, Shimizu H, Kitamura T, Takei Y, Sato N, Thurman RG.: "Kupffer cell sensitization by alcohol involves increased permeability to gut-derived endotoxin"Alcohol Clin Exp Res. 25. 51S-54S (2001)
• [Publications] Zhang Y-J, Ikejima K, Honda H, Kitamura T, Takei Y, Sato N.: "Glycine prevents apoptosis of rat sinusoidal endothelial cells due to deprivation of vascular endothelial growth factor (VEGF)"Hepatology. 32. 542-546 (2000)
• [Publications] Enomoto N, Ikejima K, Bradford BU, Rivera CA, Kono H, Goto M, Yamashina S, Schemmer P, Kitamura T, Oide H, Takei Y, Hirose M, Shimizu H, Miyazaki A, Brenner DA, Sato N, Thurman RG.: "Role of Kupffer cells and gut-derived endotoxins in alcoholic liver injury"J Gastroenterol Hepatol. 15. D20-D25 (2000)
• [Publications] Enomoto N, Ikejima K, Kitamura T, Oide H, Takei Y, Sato N, Thurman RG.: "Alcohol enhances lipopolysaccharide-induced increases in nitric oxide production by Kupffer cells via mechanisms dependent on endotoxin"Alcohol Clin Exp Res. 24. 55S-58S (2000)