バイオプローブを用いたサイトカインレセプターのシグナル伝達における分子機構の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15380069
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 片岡 孝夫 東京工業大学, バイオ研究基盤支援総合センター, 助教授 (20242307)
• Keywords: 細胞傷害性T細胞 / パーフォリン / Fasリガンド / 細胞傷害顆粒 / エポシシシクロヘキセノン / カスパーゼ8 / コンカナマイシンA / バイオプローブ

Research Abstract

細胞傷害性T細胞(CTL)はウイルス感染細胞や腫瘍細胞を抗原特異的に殺傷する生体防御において重要な細胞であるが、その殺傷機構にはおもにパーフォリン依存性経路とFasリガンド依存性経路が存在する。細胞傷害顆粒内にはチャンネル形成タンパク質パーフォリンやセリンプロテアーゼグランザイムが貯蔵されており、細胞瘍害顆粒が標的細胞に放出されるとパーフォリンの働きによって細胞質に侵入したグランザイムがアポトーシスを誘導する。このパーフォリン依存性の細胞傷害経路はパーフォリンの不活性化や分解を誘導する液胞型H^+-ATPase阻害剤コンカナマイシンAによって選択的に阻害される。一方、サイトカインの一つであるFasリガンドは標的細胞上のFasに会合し、システインプロテアーゼプロカスパーゼ8を活性化しアポトーシスを誘導する。エポキシシクロヘキセノン誘導体(ECH)はプロカスパーゼ8の活性化を特異的に阻害し、抗Fas抗体やFasリガンドによるアポトーシスの誘導を抑制した。ECHはパーフォリンを発現していないCD4^+ CTLやコンカナマイシンAで処理したCD8^+ CTLによるFasリガンド依存性のDNA断片化や細胞融解を強く阻害した。しかしながら、ECHはCD8^+ CTLによるパーフォリン依存性のDNA断片化や細胞融解をほとんど阻害しなかった。グランザイムAやパーフォリンの発現量ならびにCD3刺激による細胞傷害顆粒の放出はECHによって影響を受けなかった。これらの結果から、ECHはパーフォリン依存性の細胞傷害経路を阻害せず、Fasリガンド依存性の細胞傷害経路のみを阻害する特異的な非ペプチド性阻害剤であることが明らかとなった。したがって、ECHはさまざまなCTLと標的細胞の組み合わせにおいてCTLの二つの主要な標的細胞殺傷機構を区別しうる有用なバイオプローブであると考えられる。

Research Products

• [Publications] Tomokazu Mitsui: "ECH, an epoxycyclohexenone derivative that specifically inhibits Fas ligand-dependent apoptosis in CTL-mediated cytotoxicity"The Journal of Immunology. 172. 3428-3436 (2004)
• [Publications] Hideki Kakeya: "Novel non-peptide inhibitors targeting death receptor-mediated apoptosis"Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 13. 3743-3746 (2003)
• [Publications] Yohsuke Higuchi: "Synthetic approach to exo-endo cross-conjugated cyclohexadienones and its application to the syntheses of dehydrobrachylaenolide, isodehydrochamaecynone, and trans-isodehydrochamaecynone"Journal of Natural Products. 66. 588-594 (2003)