Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

Redd2 / 膵β細胞 / 酸化ストレス / Nrf2 / p53 / ストレプトゾトシン / 咀嚼 / アンドロゲン / インスリン / アポトーシス / 2型糖尿病 / 高脂肪食 / Redd2/Ddit4l / 食品成分 / インスリン分泌 / ストレス応答

本研究では、膵β細胞機能不全に陥るメカニズムについて解析を行った。Redd2は、膵β細胞に酸化ストレスを生じさせるストレプトゾトシン（STZ）によって発現が増加すること、Redd2の発現をノックダウンするとSTZによるINS-1 β細胞生存能の低下が抑制されることを見出した。発現増加には、Nrf2とp53の関与が示唆された。Redd2ノックアウトマウスでは、高脂肪食摂食時にβ細胞機能の改善により耐糖能が改善することが判明した。Redd2は、膵β細胞障害マーカーとしての利用が期待できる。さらに、本研究では、咀嚼や男性ホルモンとβ細胞機能の関連についても明らかにした。

2型糖尿病は、QOLを低下させ寿命を短縮させるため、その予防は健康長寿社会の構築において重要な課題となっている。日本人を含むアジア人ではインスリン分泌低下、すなわち膵β細胞機能不全に陥って血糖維持機構が破綻しやすい特徴がある。2型糖尿病を予防するために、食品科学分野に対しては、科学的エビデンスに支えられた機能性食品や食生活の提示が求められている。しかし、機能不全を予防する上で必須となるその発症メカニズムの理解はあまり進んでいない。本研究では、膵β細胞の機能不全に陥る原因として酸化ストレスによるRedd2の発現が増加することが一因となることを明らかにした。

ポドサイト / SIRT1 / アセチル化 / cortactin / アクチン細胞骨格 / 糸球体濾過量 / 腎臓老化 / アクチン重合 / アセチル化蛋白 / 糸球体腎炎 / 蛋白尿 / 近位尿細管上皮細胞 / 尿毒素 / D-アミノ酸 / D-セリン / アポトーシス / 細胞周期停止 / SASP / 小胞体ストレス / microRNA / 尿細管上皮細胞 / エピゲノム / microRNA 205 / 酸化ストレス / 低酸素

小胞体ストレス制御microRNAに関するこれまでの研究を基盤に、腎臓老化における長寿遺伝子SIRT1（ヒストン脱アセチル化酵素）のepigeneticsに関する解析を行った。腎臓老化は糸球体濾過量（GFR）低下を伴うので、糸球体足細胞特異的SIRT1欠損よるGFR低下（老化）を評価したところ、SIRT1欠損は障害時（酸化ストレス）のアクチン細胞骨格の破綻、足細胞の形態・機能低下を増悪させた。
その機序として、SIRT1はcortactin（アクチン結合細胞骨格関連因子）を核内で脱アセチル化し、細胞への質局在を高め、アクチン細胞骨格の安定に寄与することを見いだした。

神経科学 / 老化 / 難聴 / 酸化ストレス / ミトコンドリア / アポトーシス / 平衡障害 / 加齢

体内の抗酸化物質Mn-SODが半減すると加齢により蝸牛の酸化ストレスが増悪し、音響外傷が増悪した。二酸化ゲルマニウ投与で蝸牛組織変性が生じ、ミトコンドリア機能が低下したが、タウリン等の投与により障害が抑えられた。ゲンタシンによる半規管の有毛細胞障害は支持細胞分裂により部分再生し、TrkB agonist投与により有毛細胞がより再生し機能も回復した。内耳不死化細胞は酸化ストレスでミトコンドリアの変性が生じ、膜電位が低下し、ミトコンドリアのfusion/fission機構や呼吸能が障害された。蝸牛有毛細胞にオートファジ―機構が存在し、機能しない場合には進行性の有毛細胞障害が生じた。

老化 / 蝸牛 / ミトコンドリア / アポトーシス / 難聴 / 酸化ストレス

ビタミンC合成のできないSMP30/GNL欠失マウスを用いた研究ではビタミンCの内耳での著明低下により有意に老人性難聴が悪化すること、ビタミンCを過剰に補っても老人性難聴の予防はできないことが判明した。ミトコンドリア内のCatalaseを過剰発現させると老人性難聴の発現は抑止された。また17種の活性酸素除去効果のあるサプリメントの検討ではαリポ酸、CoQ10、NACの3種類に抑制効果が見られた。これら老人性難聴の進行が抑制されたマウスの蝸牛ではBakの発現が有意に減少していた。Bak欠失マウスでは老人性難聴は抑制された。これらの結果から、蝸牛内に生じる活性酸素による慢性的障害がBakを介したアポトーシスを蝸牛内細胞に引き起こし、老人性難聴が生じることが示唆された。

アポートシス / シグナル伝達機構 / 酸化ストレス / 接着斑キナーゼFAK / 抗アボートシス作用 / アポトーシス誘導阻止因子 / アデノウイルスベクター / 薬剤耐性機構 / アポトーシス / 抗アポトーシス作用 / 抗アポートシス作用

アボートシスに至るシグナル伝達機構の解析は細胞生物学の重要な課題であり,我々はこれまで単球と内皮細胞や腫瘍細胞と接着によるアボートシス誘導を見い出し,その関与分子を明らかにしてきた.また,酸化ストレスならびに抗がん剤によるアボートシスの誘導の際,接着斑キナーゼp125FAKがチロシンリン酸化され,この分子が抗アポートシス作用に重要な役割を持つことを示してきた.平成12年度は,(1)FAKの抗アポトシース経路には,Akt/PKB→NF-kB活性化→アポトーシス誘導阻止因子(IAP)ファミリー誘導の経路が関与することをヒト白血病細胞株HL-60,ならびにグリオーマ細胞株T98Gにおいて見い出した.さらに,(2)FAKの抗アボートシスにおける役割を明らかにするために,HL-60でFAK関漣遺伝子の過剰発現系を樹立を試みた.また,T98GではFAK遺伝子の安定導入株を得ると共に,アデノウイルスベクターを構築して,T98G細胞での高発現系を作成した.さらに,平成13年度は,(3)前年度の系を発展させ,FAK高発現系では酸化ストレスや抗がん剤によるアボートシスに高度耐性を示すことがわかり,そのアポトーシス耐性の機序を検討した.一方,Y397F変異FAK遺伝子を導入することにより,逆にアポトーシスを誘導することを見い出し,その機序の解析を行った.(4)酸化ストレスや抗がん剤,放射線によるアボートシス誘導時のカスパーゼファミリー(とくにカスパーゼ-1,3,6,8,9)の関与の解析を行った.このようなアポトーシス耐性機序の解析は,がん化学療法で問題となる薬剤耐性機構を明らかにする上でも極めて重要であると考える.なお,研究の成果の一部は,すでにJBC2000,BBRC2001,ARS2002などに発表または印刷中である.

H.pylori / 微小循環障害 / 酸化ストレス / モノクロラミン / 亜鉛 / アポトーシス / 白血球活性化 / スナネズミ / 微量金属 / 白血球転回 / 白血球接着 / 鉄 / 活性酸素

in vitroの系 H.pylori感染粘膜において特異的に産生されると考えられるオキシダントであるモノクロラミン負荷後の胃上皮細胞株(MKN45RGM-1,GSM06,KATOIII)の変化をタイムラプス蛍光顕微鏡システム(AQUACOSMOS,HAMAMATSU PHOTONICS)で検討した。1uMのモノクロラミンにより、MKN45細胞では、細胞質内遊離モノ-,オリゴヌクレオソーム量が増加し、DNA ladder形成が観察された。この時にミトコンドリアに存在するcvtochrome cは,NH2Cl投与によりサイトゾル分画に移行し、いわゆるmitochondrial permeability transitionが生じたと考えられた。モノクロラミン負荷後、アポトーシスの細胞表面マーカーであるannexin V感受性EGFP蛍光強度は上昇し、ミトコンドリア内膜電位感受性素rhodamine123の蛍光強度は著しく減少した。このときに、通常では、ミトコンドリア分画に存在するはずのチトクロムcはモノクロラミン負荷により、サイトゾル分画に漏出しておりmitochondrial permeability transition(MPT)が生じたものと考えられた。また、本アポトーシス経路は、caspase-1(ICE)は経由せず、caspase-3を活性化することも明らかとなった。また、モノクロラミンの負荷によりDNAラダーレベルと細胞質内オリゴヌクレオソーム量も亢進した。亜鉛のキレート化合物であるポラプレジンクは、そのL-carnosine部分がモノクロラミンと直接反応することによりアポトーシスを抑制した。
in vivoの系生体内ではH.pylori由来の傷害因子によって惹起される上皮細胞のアポトーシスの異常亢進によってもヘム鉄が確保される。最近、一部の細菌でヘム鉄を再利用するためのヘムオキシゲナーゼ系を持つことが明らかとなったが、H.pyloriにおいて本酵素は認められなかった。つまり、本菌感染ではヘム鉄の代謝は起こりにくく、むしろ、鉄依存性の酸化ストレスが起こりやすくなる。この機序により、急性胃粘膜病変による胃粘膜出血後の胃粘膜での酸化ストレスの亢進が予測された。そこで、胃粘膜の酸化ストレスに多大な影響を与える胃粘膜微小循環障害機序について検討した。Mongoli … もっと見る an gerbilにH.pyloriを経口接種し胃粘膜微小循環の観察及び定量的検討、生化学的炎症、酸化的マーカーの検討を行った。感染2週、4週、8週、12週後に胃粘膜微小循環を生体蛍光顕微鏡で観察し、胃粘膜細静脈における白血球転回・接着を観察し、白血球転回速度、接着数を算出した。感染後の経過とともに白血球転回速度の低下と接着数の増加がみられ、胃粘膜内ミエロペルオキシダーゼ(MPO)活性は、2週後では感染群でも有意に上昇しなかったが、微小循環での白血球転回速度の低下と接着数の増加は明らかに認められた。12週後になるとMPO活性も感染群で有意に上昇し、酸化ストレスの指標となるチオバルビツール酸(TBA)反応物質量も有意に上昇した。また、12週後の感染粘膜では、抗酸化系の一つであるグルタチオンの含量が増加しており、防御機構も誘導されてくることがわかった。つまり、微小循環系における白血球の活性化と酸化ストレス反応は非常に早期より生じており、この時点での病態コントロールを標的とした治療ストラテジーが考えられた。そこで、亜鉛のキレート化合物ポラプレジンク含有食にて同様の感染スナネズミを飼育したところ、感染2週後に認められた微小循環内白血球活性化反応の時点で、すでに抑制効果があることが明らかとなった。一方、本研究系においては、H.pyloriの感染初期の胃粘液層内での単一ビデオフレームごとの菌動態を解析し、鞭毛の回転とそれによる軌跡のシフトを示した。このビデオ画像は、世界初の本菌の初期感染動態画像となった。一方、スナネズミ(MGS/Sea)やマウス(C57BL/6)にH.pyloriを感染させ、長期経過観察したときの胃粘膜病変の進展も比較した。胃粘膜におけるアポトーシスや細胞回転を比較すると、マウス感染モデルでは、H.pylori感染により、胃粘膜上皮のアポトーシスが亢進し細胞回転の亢進が認められたが、胃癌発生の報告されたスナネズミでは、細胞増殖のみ増加し、アポトーシスは、むしろ抑制されていた。一方、アポトーシス抑制因子であるp53の部分欠損(hetero)したノックアウトマウスでは、スナネズミで観察されたアポトーシスの過剰抑制は起こらなかった。これより、アポトーシス抑制は単にp53の異常のみでは説明できないと考えられた。H.pylori感染に伴い、胃粘膜では、微小循環系の白血球の活性化が起こり、酸化ストレスが惹起され、結果的に上皮細胞を中心としたアポトーシスが惹起されるが、長期的観点からは、このアポトーシス亢進は、正常の細胞回転に必須な過程で、この破綻が癌化と関連すると考えられる。隠す

酸化ストレス / エスロトゲン / 血管内皮細胞 / アポトーシス / BAX / エストロゲン / 内皮新生 / 新生内膜肥厚 / 血管内皮 / フリーラジカル / 過酸化水素 / 動脈硬化 / 遺伝子産物

1 免疫染色によりBCECでERの発現が確認された。
2 BCECにおけるアポトーシス誘導とその検出
BCECを0.1mMH2O2に1時間暴露することでdishからの血管内皮細胞の剥離、接着細胞数の減少が認められた。agaroser gel電気泳動によりDNA ladder pattemが検出され、内皮の剥離がアポトーシスによるものであることが確認された。細胞生存率による検討では、E2単独では細胞生存率に影響を与えなかった。しかしH2O2暴露後24時間ではE2は濃度依存的に細胞生存率を増加させた。一方%apoptotic cellはE2前処置により濃度依存的に抑制された。
3 アポトーシス関連蛋白の発現:E2はBax蛋白の発現を減少させたが、P53やBcl-2蛋白の発現量には影響を与えなかった。
(4) in vivoにおけるエストロゲンと血管内皮細胞のアポトーシスとの関連は明らかではない。今回,H2O2傷害血管で、血管内皮細胞のapoptosisと内皮再生との関連をin situで検討した。H2O2暴露後のEvans blue染色では斑状の内皮傷害が出現し、同部位でapoptosisを認めた。正常内皮細胞数は暴露後6時間、24時間でE2群はP群より有意に多かった。2週後の新生内膜肥厚もE2群で有意に抑制されていた。結論)E2は内皮のapoptosis抑制、内皮再生の促進を介し新生内膜肥厚を抑制する。この機序にApotosisを促進するBAX蛋白遺伝子の発現抑制が示唆される。

Kupffer 細胞 / 類洞壁細胞 / エンドトキシン / 酸化ストレス / アセトアルデヒド / ミトコンドリア / Kupffer細胞 / NO / TNFα / NF-kB / 肝疾患 / 接着因子 / カルシウム / NF-κB / アポトーシス

本研究では各種の実験的肝障害モデルにおいて類洞壁細胞群、特にKupffer細胞からの活性酸素やNOの放出動態と肝細胞障害特に類洞壁細胞の障害、アポトーシスなどを時間的空間的な相関とその制御機構を解明することを目的とした。
ラットKupffer細胞と肝癌細胞を共培養した実験系におい接着因子(CD18/ICAM-1)に依存性にCaの動員があり、それに引き続き肝細胞内において活性酸素の産生がおきることを明らかにした。さらに,癌細胞と共培養したKupffer細胞ではiNOSとiNOSのmRNAの増加を蛍光法を用いて明らかにした。そして、NOの産生に先立ってfluorescence in situ hybridization法により観察したNFkBの活性化とその核内への移動を明らかにした。また、エンドトキシンにより刺激したKupffer細胞と肝細胞を共培養するとKupffer細胞からNOとTNFαが放出され肝細胞におけるミトコンドリア機能が傷害されることを明らかにした。
アルコールによる肝障害では、潅流肝モデルにおいてアルコール投与によりKupffer細胞から肝類洞ヘスーパーオキサイドアニオンが放出され、それが類洞壁細胞の障害をきたしていることを明らかにした。また、Kupffer細胞自身にエタノール代謝能があり、その代謝にはcytochrome P4502E1が関与していることを明らかにした。生体顕微鏡下の観察により慢性的にエタノールを投与したラットにおいてはエンドトキシンによる肝微小循環障害がおきやすいことを明らかにし、その際に白血球の膠着が観察され、接着因子が重要な役割を果たすことを明らかにした。慢性エタノール投与後のラットではGRO/CINC(ラットIL-8)およびTNFの上昇を認め、白血球上にはLFA-1の表出が対照群に比して増強していることを明らかにした。

【研究分担者】
井澤武史	大阪府立大学	生命環境科学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
白木伸明	東京工業大学	生命理工学院	准教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
川上貴久	東京大学	医学部附属病院	助教	(Kakenデータベース)
南学正臣	東京大学	医学部附属病院	教授	(Kakenデータベース)
田中哲洋	東京大学	医学部附属病院	講師	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
岩崎真一	東京大学	医学部附属病院	准教授	(Kakenデータベース)
樫尾明憲	東京大学	医学部附属病院	助教	(Kakenデータベース)
柿木章伸	東京大学	医学部附属病院	准教授	(Kakenデータベース)
藤本千里	東京大学	医学部附属病院	助教	(Kakenデータベース)
松本有	東京大学	医学部附属病院	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
近藤健二	東京大学	医学部附属病院	講師	(Kakenデータベース)
坂本幸士	東京大学	医学部附属病院	講師	(Kakenデータベース)
鈴木光也	東邦大学	医学部	准教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
横田恵理子	共立薬科大学	薬学部	助手	(Kakenデータベース)
園田よし子	共立薬科大学	薬学部	助教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
永田博司	慶應義塾大学	医学部	専任講師	(Kakenデータベース)
末松誠	慶應義塾大学	医学部	助教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
吉栖正雄 (吉栖正生)	東京大学	医学部・附属病院	助手	(Kakenデータベース)
鳥羽研二	東京大学	医学部・附属病院	助教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
堀江義則	慶應義塾大学	医学部	助手	(Kakenデータベース)
黒瀬巌	慶應義塾大学	医学部	助手	(Kakenデータベース)
横山裕一	慶應義塾大学	保健管理センター	講師	(Kakenデータベース)
加藤眞三	慶應義塾大学	医学部	講師	(Kakenデータベース)
三浦総一郎	慶應義塾大学	医学部(平成8,9年分担)	前助教授	(Kakenデータベース)
中村雄二	慶応義塾大学	医学部	助手	(Kakenデータベース)