感染防御応答初期における細胞間シグナル伝達に関与する活性酸素分子種の解明

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エリシターとしてラミナリン(直鎖状β-1,3-glucan)を用いてジャガイモ懸濁培養細胞に処理した場合、アスコルビン酸ペルオキシダーゼ(APx)の発現は約5時間後に極大に達したが、内在性アスコルビン酸含量を高めた場合は、その発現は10時間で極大に達しその後減少した。その原因を解明するためH_2O_2蛍光プローブであるDCFH-DAを用いて内在性H_2O_2含量を測定したところ、内在性アスコルビン酸含量を高めた区では、明らかにH_2O_2生成量が抑制されていた。さらに真菌細胞壁画分であるレンチナン(β-1,6-glucanを側鎖に持つβ-1,3-glucan)では、約2時間後に極大に達したが、プスチュラン(直鎖状β-1,6-glucan)では、発現は誘導されなかった。さらに細菌細胞壁画分であるLPS(リポポリサッカライド)で処理した場合も応答しなかった。これらのことから、細胞膜状に特定の多糖を認識するレセプターが存在しており、それを介して情報伝達が行われている可能性が示唆された。実際、昆虫においては、細菌と真菌由来細胞壁画分に対する認識の異なるToll-like receptorが存在していると言われており、シグナル伝達に関与していることが明らかにされている。活性酸素種については、H_2O_2およびNOC-18(一酸化窒素供与体)で刺激した場合、いずれの場合もAPxの発現は1時間以内に活性化された。このことから、真菌由来多糖で刺激した際、H_2O_2が発生していると考えられた。さらに、H_2O_2が感染防御応答におけるセカンドメッセンジャーであるかを確かめるために、ラミナリン処理により蓄積されp-coumaroyloctopamine含量をHPLCを用いて測定した結果、その含量は6時間まで経時的に増加し、その後減少した。したがって、H_2O_2が防御応答のシグナル伝達に関与していることが示唆された。