活性酸素によるインターロイキン8産生誘導機構の分子生物学的解析

• Material Type: 文書・図像類
• Title: 活性酸素によるインターロイキン8産生誘導機構の分子生物学的解析
• Author/Editor: 向田, 直史; Mukaida, Naofumi
• Author Heading: 向田, 直史; Mukaida, Naofumi
• Publication Date: 1997-03-03
• Publication Date (W3CDTF): 1997-03-03
• Alternative Title: Molecular biological analysis of mechanisms of interleukin-8 production, with a refernce to the roles of reactive oxygen
• Periodical title: 平成7(1995)年度 科学研究費補助金 一般研究(C) 研究成果報告書概要 = 1995 Fiscal Year Final Research Report Summary
• No. or year of volume/issue: 1994 – 1995
• Volume: 1994 – 1995
• Pages: 3p.-
• Text Language Code: jpn
• Subject Heading: インターロイキン8; NF-kB; IKBα; リン酸化; チロシン・キナーゼ; リポ多糖類; セリン; スレオニン・キナーゼ; interleukin-8; NF-kappaB; IkappaBalpha; phosphorylation; tyrosine kinase; lipopolysaccharide; serine; threonine kinase
• Target Audience: 一般
• Note (General): 金沢大学がん研究所; リポ多糖類刺激によって、THP.1細胞でIL-8遺伝子が活性化されるが、この遺伝子発現にはNF-kBの活性化が必須であった。この系に、種々の抗酸化剤を添加したが、明らかな遺伝子発現抑制効果を示さなかった。これは用いた抗酸化剤の細胞への透過性などに問題がある可能性があると考え、この点を克服するために、リポ多糖類依存性にNF-kBの活性化を無細胞系で検討する系を確立した。この系では、NF-kBの活性化に先立ち、その細胞内阻害因子であるIkBのリン酸化が起きる一方で、IkBの分解は起きなかった。また、NF-kBの活性化にはスタウロスポリン感受性リン酸化酵素とチロシン・リン酸化酵素が関与するのに対して、IkBのリン酸化にはチロシン・リン酸化酵素が関与していた。さらに、粗精製したIkBリン酸化酵素は、リポ多糖類依存性に、IkBのC末端側に存在する、酸性アミノ酸に富む部分に存在するセリン・スレオニン残基、なかでもSer293をリン酸化した。さらに、このリン酸化酵素は、カゼイン・キナーゼやMAPKのペプチド性の阻害剤にては阻害されないことから、これらのリン酸化酵素とは基質特異性が異なった。リン酸化部位に相当するペプチドによって、無細胞系で認められるIkBのリン酸化・NF-kBの活性化がともに阻害されることから、この部位のリン酸化がこれらの現象に必須であることが明らかとなった。IL-8遺伝子転写を抑制するFK506・糖質ステロイド・インターフェロンの作用機序についても分子生物学的に解析した。これらの薬剤は、NF-kBの活性化を抑制することによって、IL-8遺伝子発現を抑制することが明らかになった。以上の結果は、NF-kBの活性化を抑制することが、急性炎症反応で大きな役割を果たしているIL-8産生抑制、ひいては急性炎症反応の制御にもつながる可能性を強く示唆している。; First, we investigated the roles of reactive oxygen species in interleukin-8 (IL-8) gene activation by adding several anti-oxidants to human monocytic cell line, THP-1 stimulated with lipopolysaccahride (LPS). The activation of a transcription factor, NF-kappaB,was indispensable for LPS-induced IL-8 gene activation in THP-1 cells, as observed on other types of cells. However, when we added anti-oxidants to intact cells, we failed to observe any inhibition on IL-8 gene activation as well as NF-kappaB activation.We postulated that low-permeability of these anti-oxidants might account for their failure to inhibit IL-8 gene activation. Thus, by using cell extracts from THP-1 cells, we developed a cell-free system where NF-kappaB can be detected. In this system, we can add various types of inhibitors without considering their permeability or potential toxicity. Using this system, we observed that IkappaBalpha, an inhibitor of NF-kappaB,was phosphorylated before NF-kappaB activation. Moreover, the subsequent degradation of IkappaBalpha was not observed in this system. Furthermore, two distinct types of protein kinases, staurosporine-sensitive one (s) and tyrosine kinase (s), were involved in NF-kappaB activation whereas tyrosine kinase inhibitors but not staurosporine inhibited the phosphorylation of IkappaBalpha.In order to clarify the mechanism of NF-kappaB activation, we tried to characterize the IkappaBalpha phosphorylase. In response to LPS,partially purified IkappaBalpha kinase rapidly phosphorylated serine and threonine residues present in the carboxy-terminal acidic region of IkappaBalpha, particularly, Ser293. The peptide corresponding to this region inhibited NF-kappaB activation as well as IkappaBalpha phosphorylation in a cell-free system, indicating that the phosphorylation of this site is indispensable for these processes. Collectively, these results suggest the mechanisms of LPS-induced IL-8 gene activation as follows :LPS activates two types of kinases, tyrosine kinase (s) and staurosporine-sensitive one (s). Activated tyrosine kinase activates IkappaBalpha kinase, which in turn phosphorylates mainly serine residues present in the carboxy-terminal acidic region of IkappaBalpha. NF-kappaB dissociate from phosphoryalted IkappaBalpha, thereby translocating into nucleus and binding the corresponding cis-element. Staurosporine-sensitive kinase (s) may participate in NF-kappaB activation by phosphorylating the components of NF-kappaB.In paralled with these experiments, we also analyzed the molecular mechanisms of IL-8 gene repression by several agents such as FK506, a glucocorticoid, and interferon alpha/beta. We observed that these agents attenuated the NF-kappaB activation although the mechanisms were slightly different from each agent. These results raised the possibilities that the drug targeting NF-kappaB activation may be a good candidate for an anti-inflammatory agent by inhibiting the production of a potent neutrophil chemotactic cytokine, IL-8. Furthermore, our cell-free system to detect NF-kappaB activation will be useful for screening this kind of agents.; 研究課題/領域番号:06670346, 研究期間(年度):1994 – 1995; 出典：研究課題「活性酸素によるインターロイキン8産生誘導機構の分子生物学的解析」課題番号06670346（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-06670346/066703461995kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成
• DOI: 10.24517/00066418
• Access Restrictions: 限定公開
• Related Material: https://kaken.nii.ac.jp/search/?qm=30182067; https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-06670346/; https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-06670346/066703461995kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
• Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）; https://irdb.nii.ac.jp
• Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA