ミトコンドリアを標的としたアポトーシス誘導剤の活性酸素生成機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13780515
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 町田 清隆 理化学研究所, 抗生物質研究室, 基礎科学特別研究員 (30332266)
• Keywords: ミトコンドリア / チトクロムc / アポトーシス

Research Abstract

低分子化合物MT-21は、ミトコンドリアに直接作用して、ヒト白血病細胞HL-60に活性酸素産生を伴うアポトーシス様細胞死を引き起こす。MT-21の標的分子を明らかにする目的で、HL-60細胞からミトコンドリアを単離し、ミトコンドリアにおけるスーパーオキシドラジカルの生成量をキサンチンキサンチンオキシダーゼ法により測定した。MT-21処理によりミトコンドリアにおけるラジカル生成量が増加し、ミトコンドリア内のラジカル消去酵素であるスーパーオキシドジスムターゼ(SOD)様反応の低下が認められた。しかしながら、MT-21は、ミトコンドリアから単離精製したSODには作用しなかった。
ミトコンドリア電子伝達鎖の一部であるチトクロムcは、アポトーシス誘導時に細胞質へと遊離してカスパーゼを活性化する。MT-21によるチトクロムcの放出誘導は、ラジカル消去剤の添加により抑制されなかった。また、ATPの添加によりMT-21によるチトクロムc放出は抑制され、同時にラジカル生成量の増加も抑制された。以上のことから、MT-21は、チトクロムc放出誘導を介して、二次的にミトコンドリア電子伝達鎖の異常を引き起こして活性酸素産生の増加を誘導するということを明らかにした。
次に、MT-21によるチトクロムcの放出誘導機構の解明を目的として、ミトコンドリアに存在しアポトーシス誘導時のチトクロムc放出に関与していると考えられているpermeability transition pore (PTP)に着目して、MT-21の標的分子の同定を試みた。MT-21はPTPの一部であるadenine nucleotide translocase (ANT)の活性を顕著に阻害し、ANTのコンフォメーションを変化させることを明らかにした。現在、同じくPTPを構成する成分でPTPの開閉に関与するシクロフィリンDとANTとの蛋白質間相互作用に与えるMT-21の影響の検討を行っている。