ウシ周産期の好中球機能低化機構と胎盤・血清の網羅的プロテオーム解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15380199
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 稲波 修 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 助教授 (10193559)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 基佳 帯広畜産大学, 獣医学部, 教授 (50003140) ; 稲葉 睦 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 教授 (00183179) ; 桑原 幹典 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 教授 (10002081) ; 浅沼 武敏 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 助手 (40332473) ; 太田 利男 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 助教授 (20176895)
• Keywords: ウシ / 好中球 / シグナル伝達 / 二次元電気泳動 / ウシ妊娠関連タンパク質(bPAG) / AKT / NADPHオキシダーゼ / ケトン体

Research Abstract

分娩後の母牛の好中球は貪食、殺菌能に責任を持つNADPHオキシダーゼ活性化の低下を起こしていることが、我々のグループを含め、米国やベルギーのグループによって明らかにされている。これは、分娩後発症する乳房炎の重要なリスクファクターの1つとして考えられる様になってきている。研究は、好中球に焦点をあて、ウシ好中球のシグナルMAPK系を中心とする伝達系の解析、周産期での変化を明らかにし、好中球の抑制因子を網羅的に検討する。本年度はウシ好中球のシグナル伝達機構の解析を行い、以前から行っているp38MAPK、ERKに加えてP13KとAKTの役割を明らかにしBBRCに受理された。また、p38MAPKについては産後の好中球では変化が見られないが、電子顕微鏡で観察される好中球の顆粒の成熟度やNADPHオキシダーゼの発現の程度などは、有意に低下していることが明かとなった。このことは、産後、分化を低下させる因子が動員されている可能生が示唆された。そこで、産後変化する血清成分に好中球の分化過程を修飾する因子があるか否かを明らかにする目的で、本年度は栄養性の因子として血清ケトン体の蓄積と胎盤性の因子としてウシ妊娠関連タンパク質(bPAG)の血中濃度増加が起きることが知られていることから、この2点を検討たところ、生理的・病的に変動しうる濃度のヒドロキシ酪酸はdibutyl cyclic AMPによるHL60細胞の好中球への分化過程には影響を与えなかった。しかし、3mMのアセト酢酸で処理をすると分化過程に影響を与え、約20%のオキシダーゼ活性が観察された。これは極度のケトーシス状態が好中球の分化系に影響を与えていることを示唆している。また、胎盤より産生されるbPAG1は産後直後に血中濃度が上昇することが知られている。このタンパク質は糖タンパク質であるが、リンパ球の幼若化を抑制する事以外、その機能は知られていない。本研究では胎盤からのbPAG1粗抽出画分を添加すると分化過程に影響を検討した。0.3mg/mlからNADPHオキシダーゼ活性は低下し始め、3mg/mlで45%にまで低下することが明かとなった。bPAG1によるNADPHオキシダーゼコンポーネントの発現低下も観察された。また、産後の好中球に特異的なタンパク質を同定するために2次元電気泳動による展開を行い、分化に伴って、変動するいくつかのクンパク質を検出することができた。今後、その同定を行う計画である。

Research Products

• [Publications] Kashiwakura I, Inanami O, Takahashi K, Takahashi TA, Kuwabara M, Takagi Y.: "Protective effects of thrombopoietin and stem cell factor on X-irradiated CD34+ megakaryocytic progenitor cells from human placental and umbilical cord blood"Radiation Research. 160(2). 210-216 (2003)
• [Publications] Waki K, Inanami O, Yamamori T, Kuwabara M.: "Extracellular signal-regulated kinase 1/2 is involved in the activation of NADPH oxidase induced by FMLP receptor but not by complement receptor 3 in rat neutrophils"Free Radical Research. 37(6). 665-671 (2003)
• [Publications] Ogata M, Inanami O, Nakajima M, Nakajima T, Hiraoka W, Kuwabara M.: "Ca^<2+>-dependent and caspase-3-independent apoptosis caused by damage in Golgi apparatus due to 2,4,5,7-tetrabromorhodamine 123 bromide-induced photodynamic effects"Photochemistry and Photobiology. 78(3) :. 241-247 (2003)
• [Publications] Kuwabara M, Takahashi K, Inanami O.: "Induction of apoptosis through the activation of SAPK/JNK followed by the expression of death receptor Fas in X-irradiated cells"Journal of Radiation Research(Tokyo). 44(3) :. 203-209 (2003)
• [Publications] Niwa K, Inanami O, Yamamori T, Ohta T, Hamasu T, Kuwabara M.: "Redox regulation of PI3K/Akt and p53 in bovine aortic endothelial cells exposed to hydrogen peroxide"Antioxidants and Redox Signaling. 5(6). 713-722 (2003)
• [Publications] Asanuma T, Matsumoto Y, Takiguchi M, Inanami O, Nakao M, Nakaya K, Ito A, Hashimoto A, Kuwabara M.: "Magnetic resonance imaging and immunoblot analyses in rats with experimentally induce cerebral alveolar echinococcosis"Comparative Medicine. 53(6). 649-656 (2003)
• [Publications] Mizutani T, Kobayashi M, Eshita Y, Inanami O, Yamamori T, Goto A, Ako Y, Miyoshi H, Miyamoto H, Kariwa H, Kuwabara M, Takashima I.: "Characterization of JNK-like protein derived from a mosquito cell line, C6/36"Insect Molecular Biology. 12(1). 61-66 (2003)
• [Publications] Sato R., Inanami O., Syuto B., Sato J., Kuwabara M., Naito Y.: "The plasma scavenging activity in canine cancer and hepatic disease"Journal of Veterinary Medical Sciences. 65(4). 465-469 (2003)
• [Publications] Nagahata H, Higuchi H, Teraoka H, Takahashi K, Inanami O, Kuwabara M.: "Decreased apoptosis of beta2-integrin-deficient bovine neurtrophils"Immunology and Cell Biology. 82(1). 32-37 (2004)
• [Publications] Asanuma T., Inanami O., Tabu K., Waki K., Kon Y., Kuwabara M.: "Protection against malonate-induced ischemic brain injury in rat by a cell-permeable peptidic c-Jun N-terminal kinase inhibitor, (L)-HIV-TAT_<48-57>-PP- JBD20, observed by the apparent diffusion coefficient mapping magnetic resonance imaging method"Neuroscience Letters. (in press).
• [Publications] Yamamori T., Inanami O., Nagahata H., Kuwabara M.: "Phosphoinositide 3-kinase regulates the phosphorylation of NADPH oxidase component p47phox by controlling cPKC/PKCδ but not AKT"Biochemical and Biophysical Research Communications. (in press).