Carbohydrate recognition by the rhamnose-binding lectin SUL-I with a novel three-domain structure isolated from the venom of globiferous pedicellariae of the flower sea urchin Toxopneustes pileolus

The globiferous pedicellariae of the venomous sea urchin Toxopneustes pileolus contains several biologically active proteins. We have cloned the cDNA of one of the toxin components, SUL-I, which is a rhamnose-binding lectin (RBL) that acts as a mitogen through binding to carbohydrate chains on target cells. Recombinant SUL-I (rSUL-I) was produced in Escherichia coli cells, and its carbohydrate-binding specificity was examined with the glycoconjugate microarray analysis, which suggested that potential target carbohydrate structures are galactose-terminated N-glycans. rSUL-I exhibited mitogenic activity for murine splenocyte cells and toxicity against Vero cells. The three-dimensional structure of the rSUL-I/l-rhamnose complex was determined by X-ray crystallographic analysis at a 1.8 Å resolution. The overall structure of rSUL-I is composed of three distinctive domains with a folding structure similar to those of CSL3, a RBL from chum salmon (Oncorhynchus keta) eggs. The bound l-rhamnose molecules are mainly recognized by rSUL-I through hydrogen bonds between its 2-, 3-, and 4-hydroxy groups and Asp, Asn, and Glu residues in the binding sites, while Tyr and Ser residues participate in the recognition mechanism. It was also inferred that SUL-I may form a dimer in solution based on the molecular size estimated via dynamic light scattering as well as possible contact regions in its crystal structure.


cDNA cloning and characterization of a rhamnose-binding lectin SUL-I from the toxopneustid sea urchin Toxopneustes pileolus venom

The globiferous pedicellariae of the venomous sea urchin Toxopneustes pileolus contain several biologically active proteins. Among these, a galactose-binding lectin SUL-I isolated from the venom in the large globiferous pedicellariae shows several activities such as mitogenic, chemotactic, and cytotoxic activities through binding to the carbohydrate chains on the cells. We cloned cDNA encoding SUL-I by reverse transcription-PCR using the degenerate primers designed on the basis of the N-terminal amino acid sequence of the protein and expressed the recombinant SUL-I (rSUL-I) in Escherichia coli cells. The SUL-I gene contains an open reading frame of 927 nucleotides corresponding to 308 amino acid residues, including 24 residues of a putative signal sequence. The mature protein with 284 residues is composed of three homologous regions, each showing similarity with the carbohydrate-recognition domains of the rhamnose-binding lectins, which have been mostly found in fish eggs. While rSUL-I exhibited binding activity for several galactose-related sugars, the highest affinity was found for l-rhamnose among carbohydrates tested, confirming that SUL-I is a rhamnose-binding lectin. rSUL-I also showed hemagglutinating activity toward rabbit erythrocytes, indicating the existence of more than one carbohydrate-binding site to cross-link the carbohydrate chains on the cell surface, which may be closely related to its biological activities.


Isolation of a novel lectin from the dorsal spines of the devil stinger, Inimicus japonicus


Isolation and partial characterization of a L-rhamnose-binding lectin from the globiferous pedicellariae of the toxopneustid sea urchin, Toxopneustes pileolus


Immunomodulatory activity of a pedicellarial venom lectin from the toxopneustid sea urchin, Toxopneustes pileolus


A novel chemoattractant lectin, Karatoxin, from the dorsal spines of the small scorpionfish Hypodytes rubripinnis

A chemoattractant lectin from the dorsal spines of the redfin velvetfish, Hypodytes rubripinnis, was isolated using a combination of affinity chromatography techniques. The glycoprotein, with a molecular mass of 110 kDa, is named Karatoxin. Karatoxin caused agglutination of rabbit erythrocytes. This agglutination was effectively inhibited by D-mannose. In addition, Karatoxin exhibited not only mitogenic activity in the presence of murine splenocytes, but also chemotactic activity in the presence of guinea-pig neutrophils and macrophages. Thus, Karatoxin appears to be a novel chemoattractant lectin. These results suggest that the redfin velvetfish Hypodytes rubripinnis may be a novel source of biologically active substances.


A novel cytotoxic protein, Karatoxin, from the dorsal spines of the the redfin velvetfihi, Hypodytes rubripinnis


A sea urchin lectin, SUL-1, from the Toxopneustid sea urchin induces DC maturation from human monocytes and drives Th1 polarization in vitro

The sea urchin Toxopneustes pileolus belonging to the family Toxopneustidae, they have well-developed globiferous pedicellariae with pharmacologically active substances. We have purified a novel sea urchin lectin-1 (SUL-1) from the large globiferous pedicellariae of T. pileolus. Dendritic cells (DC) are professional APC and play a pivotal role in controlling immune responses. This study investigated whether SUL-1 can drive DC maturation from human immature monocyte-derived DC in vitro. Human monocytes were cultured with GM-CSF and IL-4 for 6 days followed by another 1 day in the presence of SUL-1 or LPS. DC harvested on day 7 were examined using functional assays. The expression levels of CD1a, CD80, CD83, CD86 and HLA-DR as expressed by mean fluorescence intensity (MFI) on DC differentiated from immature DC after culture with 1.0 microg/ml of SUL-1 for 1 day were enhanced and decreased endocytic activity. SUL-1-treated DC also displayed enhanced T cell stimulatory capacity in an MLR, as measured by T cell proliferation. Cell surface expression of CD80, CD83 and CD86 on SUL-1-treated DC was inhibited by anti-DC-SIGN mAb, while anti-DC-SIGN mAb had no influence on allogeneic T cell proliferation by SUL-1-treated DC. DC differentiated with SUL-1 induced the differentiation of naïve T cell towards a helper T cell type 1 (Th1) response at DC/T (1:5) cells ratio depending on IL-12 secretion. In CTL assay, the production of IFN-gamma and 51Cr release on SUL-1-treated DC were more augmented than of immature DC or LPS-treated DC. SUL-1-treated DC expressed CCR7 and had a high migration to MIP-3beta. Intracellular Ca2+ mobilization in SUL-1-treated DC was also induced by MIP-3beta. These results suggest that SUL-1 bindings to DC-SIGN on surface of immature DC may lead to differentiate DC from immature DC. Moreover, it suggests that SUL-1 may be used on DC-based vaccines for cancer immunotherapy.


Recent Studies on the Pathological Effects of Purified Sea Urchin Toxins

日本近海には約200種類のウニが生息し，その内有用種は15種類である．一方，棘に毒を持つ有毒種は数種が知られレいる．私達は類熱帯性および亜熱帯性の4種類のウニの体表にあるトゲから，生理活性物質として糖類に特異的に結合するレクチンを精製·分離して，それらの生物活性を検討した．ラッパウニ科のウニからはD-ガラクトース結合性レクチンが見い出され，細胞増殖活性を持つことがわかった．体表の長い棘に毒を持つガンガゼやリュウキュウフクロウニからはレクチンの存在は推定されたが，精製にはいたっていない．これらウニからのレクチンは，医薬品素材として可能性が強く示唆された．


Biological activities of multiple lectins from the toxopneustid sea urchins

ラッパウニ科のラッパウニおよびシラヒゲウニの毒棘のタンパク画分をゲル濾過，アフィニティークロマトグラフィーおよびHPLCにより精製し，レクチンを単離し，それらの生物活性を比較検討した．ラッパウニから精製された32 kDa のSUL-I は多様な生物活性を示したが，SUL-II はほとんど細胞増殖活性などの生理活性を示さなかった．一方，シラヒゲウニから精製された23 kDa のヘパリン結合性のレクチン，TGL-I も細胞増殖活性は示さなかった．SUL-I とSUL-II は部分アミノ酸配列において殆ど相同性は認められなかった．

Recent Advances in Marine Science and Technology 2002


Cytokinesis arrest and nuclear fission in low density populations of Trichomonad Protozoan

Cell growth of anaerobic protozoan Tritrichomonas foetus was analyzed. This protozoan usually proliferates in extremely high density, but protozoan parasites were dispersed uniformly in F-bouillon medium and cell division stopped temporarily. However, nuclear fission continued and giant polynucleated cells formed. Later, cell division resumed and cells returned to normal form. In conditioned medium, cytokinesis of the dispersed parasites did not stop. Results indicated that T. foetus cells secreted an extracellular factor that influenced cytokinesis.


Fishing for bioactive substances from scorpionfish and some sea urchins

Venom proteins from the dorsal spine of two scorpionfish, Hypodytes rubripinnis and Synanceia verrucosa were assayed for mitogenicity and cytotoxicity. The two venoms had both mitogenic and cytotoxic activity on murine splenocytes and murine P388 leukemic cells. In H. rubripinnis, the second gel chromatographic fraction showed cytotoxic activity on P388 leukemic cells. On native PAGE, the glycoprotein isolated by concavalin A sepharose chromatography appeared to have a molecular mass of 110 kDa. In addition, two D-galactose-binding lectins (SUL-I and SUL-II) and a heparin-binding lectin (TGL-I) were purified from the globiferous pedicellariae of the toxopneustid sea urchins, Toxopneustes pileolus and Tripneustes gratilla, respectively. SUL-I (Nakagawa et al., 1999a) had mitogenic activity and cytotoxic activity but SUL-II and TGL-I did not. SUL-I did not show sequence homology to SUL-II. A hemolytic lectin with a molecular mass of 29 kDa was isolated from the coelomic fluid of T. gratilla. The hemolytic activity of the lectin was dependent on Ca2+ concentration and inhibited by lactose. The present results suggest that some species of scorpionfish and sea urchins may be novel sources for biologically active substances such as anti-tumor compounds or new lectins.

スコルピオンフィシュの仲間であるハオコゼおよびオニダルマオコゼの背鰭毒棘のタンパク画分から生理活性物質の分離を試みた．また，有毒ウニとして知られているラッパウニおよびシラヒゲウニの毒棘より，生理活性物質としてレクチンを探索した．ハオコゼおよびオニダルマオコゼからは細胞障害性のタンパク毒を部分精製した．一方，ウニ類からは中型のレクチンを精製した．


UT841 purified from sea urchin (Toxopneustes pileolus) venom inhibits time-dependent 45Ca2+ uptake in crude synaptosome fraction from chick brain

To clarify the mechanism by which the toxic abstract from Toxopneustes pileolus inhibits time-dependent (Time-dep.) Ca(2+) uptake in crude synaptosome fraction, the effective component from pedicellarial venom of the sea urchin was purified. The crude extracts were purified by a series of steps including ion exchange (DEAE-sephadex-A25 gel), gel filtration (with Superdex-2000 and Superdex-peptide columns) and reversed-phase chromatography (Sephasil-C18 column). The effective component that inhibited Time-dep. 45Ca(2+) uptake was purified and named UT841. Its IC(50) was determined to be lower than 35ng/ml. UT841 is an acidic protein with an apparent molecular weight of about 18,000. The N-terminal sequence (40 amino acids) was almost identical to that of Contractin A (a protein purified from the same kind of venom which induces smooth muscle contraction). Even though it is unclear whether or not UT841 is Contractin A, Ca(2+) mobilization in nerve cells was shown to be influenced by UT841. This investigation also revealed that a donor of nitric oxide, arachidonic acid and an inhibitor of phospholipase C selectively inhibit Time-dep. (45)Ca(2+) uptake. These results suggest that UT841 purified from sea urchin venom may affect Time-dep. (45)Ca(2+) uptake through the metabolism of some lipids and nitric oxide.

ラッパウニの大型叉棘のタンパク画分から，ゲル濾過及びHPLCにより精製されたタンパク質は分子量18000で，UT841と名付けられた．UT841は時間依存性にニワトリ脳のシナプトゾームへの45Ca2+ 取り込みを阻害した．そのメカニズムはある種の脂質および一酸化窒素の代謝に関連することが示唆された．


D-galactose-specific sea urchin lectin sugar-specifically inhibited histamine release induced by Datsura stramonium agglutinin --- Differences between sugar-specific effects of sea urchin lectin and those of D-galactose-or L0fucose-specific plant lectins

A new sea urchin lectin from Toxopneustes pileolus, is D(+)galactose (Gal)-, D(+)fucose (Fuc)-specific. Incubation of rat peritoneal mast cells with the lectin in the presence of 0.3 mM CaCl2 for 10 min significantly and dose-dependently inhibited the histamine release induced by N-acetyl glucosamine (GlcNAc)-specific Datura stramonium agglutinin (DSA), an activator of the Gi-protein-dependent pathway in mast cells. This inhibition by the sea urchin lectin was sugar-specifically reversed in the presence of D(+)Gal or D(+)Fuc but not L(-)Fuc. The sea urchin lectin had no effect on the histamine release induced by compound 48/80, slightly inhibited the histamine release induced by substance P and mastoparan, and slightly enhanced the histamine release induced by melittin, but these effects were not dose-dependent. Compound 48/80, substance P, mastoparan and melittin are mast cell activators without sugar residues. It is suggested that the lectin binds to D(+)Gal residues of DSA to interfere with mast cell activation induced by DSA, a glycoprotein with arabinose and Gal residues. The effects of plant lectins with affinity to D(+)Gal, N-acetyl galactosamine and/or sialic acid and L(-)Fuc on the histamine release induced by DSA, compound 48/80 and substance P were also examined.

ダツラレクチン(DSA)によるヒスタミン遊離は，D-ガラクトース結合性レクチンであるSUL-Iにより抑制されたが，この作用はD-ガラクトースのみによって打ち消された．これらの結果は，DSA による肥満細胞からのヒスタミン遊離には細胞表面のガラクトース残基が重要な役割を演ずるものと思われた．


The inhibitory effect of the toxic fraction from sea urchin (Toxopneustes pileolus) venom on 45Ca2+ uptake in crude syaptosome fraction from chick brain

ラッパウニの大型叉棘標品のゲル濾過を行い，タンパク画分(P-I, P-II およびP-III画分)を回収した．これらの画分を用いて，ニワトリシナプトゾウムへの45Ca2+取り込みを検討した．その結果，P-II 画分はもっとも低濃度で経時的なNa+/Ca2+系への阻害を強く示唆した．


A toxic extract from sea urchin (T. pileolus) inhibits 45Ca2+ uptake in P2 fraction from chick brain under physiologocal ionic conditions

ラッパウニの大型叉棘抽出標品は，ニワトリP2画分において時間依存的に45Ca2+の取り込みを阻害した．IC50値は10ng/ml であった．抽出標品による阻害はNa+/Ca2+系への影響と推定された．


A novel mitogenic lectin from the globiferous pedicellariae of sea urchin, Toxopneustes pileolus

ラッパウニの大型叉棘から，D-ガラクトース結合性レクチンであるSUL-Iを精製した．マウス脾細胞に対してマイトジェン活性を示した．脾細胞からTリンパ球を分離して，T細胞の細胞増埴活性を検討したところ，SUL-Iは低濃度よりマイトジェン活性を示した．SUL-Iは新規な海洋生物レクチンであると考えられた．


Biochemical and physiological properties of pedicellarial lectins from the toxopneustid sea urchins

Pedicellarial lectins (SUL-I, SUL-II, and TGL-I) were purified from the toxopneustid sea urchins, Toxopneustes pileolus and Tripneustes gratilla using gel filtration chromatography, affinity chromatography, and reverse-phase HPLC. SUL-I (Nakagawa et al., 1996) and SUL-II from the large globiferous pedicellariae of T. pileolus are D-galactose-binding lectins with molecular masses of 32 kDa and 23 kDa, respectively; while TGL-I from the globiferous pedicellariae of T. gratilla is a Ca(2+)-independent heparin-binding lectin with a molecular mass of 23 kDa. SUL-I induced mitogenic stimulation on murine splenocytes but TGL-I did not. At higher dose ranges SUL-I exhibited inhibitory effects on the cells. The dual response to SUL-I was effectively inhibited by D-galactose. SUL-I enhanced norepinephrine-induced contraction of isolated rat mesenteric artery with endothelium. When endothelium was removed from the artery, acetylcholine did not relax the norepinephrine-induced contraction. In the same artery the enhancing effect of the contraction by SUL-I was abolished, suggesting that SUL-I acts on the endothelium of mesenteric artery, and may release prostanoids. The present results suggest an extracellular function for SUL-I that may have wide-ranging effects in physiological processes. The primary role of pedicellarial lectins from T. pileolus and T. gratilla might be defense against a foreign body.

ラッパウニの大型叉棘からゲル濾過，アフィニティークロマトグラフィー及びHPLCを用いて，D-ガラクトース特異的レクチン (SUL-I とSUL-II)ならびにシラヒゲウニの叉棘からヘパリン結合性レクチン(TGL-I)をそれぞれ単離した．SUL-I は強いマイトジェン活性を示し，ラットの血管内皮細胞に対してプロスタノイドの遊離を示唆した．TGL-I はマイトジェン活性を示さなかった．


Biologically active subatance from sea urchins

ラッパウニ，シラヒゲウニ，ガンガゼおよびリュウキュウフクロウニの4種類のウニの棘蛋白室画分からレクチンを探索した．ウサギ赤血球の凝集反応を指標にレクチン画分を精製した．その結果，ラッパウニの叉棘蛋白画分より，Dーガラクトース結合性レクチンを精製した．分子量3.2 万のレクチンをSUL-I と命名した．SUL-I はマウス脾臓細胞および腸管膜リンパ球の細胞増殖活性を示した．


Preliminary studies on venom proteins in the pedicellariae of the toxopneustid sea urchins, Toxopneustes pileolus and Tripneustes gratilla

ラッパウニ科のラッパウニとシラヒゲウニの叉棘蛋白質成分の比較を行った．両ウニの叉棘抽出標品をゲル濾過およびアフィニティクロマトグラフィーで分画した糖画分は生物活性には差異はなかったが，電気泳動的に質的な差異が認められた．


Mast cell activation by pedicellarial toxin of sea uuchin, Toxopneustes pileolus

ラッパウニの叉棘タンパク質画分はラット腹腔肥満細胞からヒスタミン遊離を起した．同蛋白質画分はヒスタミン遊離を示す濃度で IP3 産生を増大させ，肥満細胞膜標品の PLC 活性化を起した．ホスホリパーゼC阻害剤で抑制された．Cholera toxin の遊離阻害の結果から，蛋白質画分は肥満細胞膜の G 蛋白質を活性化し，次いで PLC を活性化することが示唆された．


Inhibition of nicotinic acetylcholine receptor-madiated secretion and synthesis of catecholamines by sea urchin toxin in cultured bovine adrenal medullary cells

培養ウシ副腎髄質細胞において，ラッパウニの叉棘由来のゲル濾過蛋白質画分はニコチン性アセチルコリン受容体刺激によるカテコールアミン遊離(CA) 分泌を抑制し，Ca および Na イオンの流入も抑制した．また同画分は受容体刺激における CA 生合成およびチロシン水酸化酵素活性を抑制した．これらの抑制作用はアセチルコリン受容体を介するナトリウムの流入を阻害することによるものであった．


Effect of Contractin A, a glycoprotein from the pedicellarial venom of the sea uechin Toxoneustes pileolus, on isolated vasucular smooth muscles

マンノース糖鎖を含有する18 kDa の Contractin A はラット尾動脈の電気刺激収縮を濃度依存的に抑制したが，尾動脈のノルアドレナリン(NE) 収縮に対しては抑制を示さなかった．Contractin A の電気刺激収縮に対する抑制作用はNE 取り込み阻害薬により消失した．これらの結果はContactin A はラット尾動脈において，交感神経終末からのNE 遊離を抑制することを示唆した．


Effect of NCDC, a protease inhibitor, on histamine release from rat peritoneal mast cells induced by anti-IgE

NCDC dose-dependently inhibited histamine release from rat peritoneal mast cells induced by anti-IgE. Moreover, NCDC inhibited Ca(2+)-mobilization from intracellular Ca(2+)-stores as well as histamine release in mast cells activated by anti IgE, the effect on both of these phenomena being closely correlated. Anti-IgE induced a rapid increase in IP3 production from phosphoinositides in mast cells, with its production in 15 sec, followed to baseline levels within 1 min. Anti-IgE stimulated PLC activity on mast cells membrane preparation. NCDC dose-dependently inhibited the generation of IP3. These results suggest that the inhibitory effect of NCDC on the release of histamine induced by anti-IgE is due to, in part at least, the inhibition of PI-specific PLC and that the inhibitory effects of NCDC are involved in intracellular calcium store.

プロテアーゼ阻害剤である NCDC は，抗 IgEによるラット腹腔肥満細胞からのヒスタミン遊離と細胞内Ca イオン上昇を阻害した．抗 IgE はヒスタミン遊離とともに IP3 産生も起した．NCDC は抗 IgE による IP3 産生をヒスタミン遊離抑制を示す濃度で有意に阻害した．これらの結果から NCDCのヒスタミン遊離抑制作用はphospholipase C の阻害に関連していると推定された．

Biochemical and Biophysical Research Communications


A toxic substance from the sea urchin Toxopneustes pileolus induces histamine release from rat peritoneal mast cells

A toxic substance (P-II fraction), fractionated from the pedicellariae of the sea urchin Toxopneustes pileolus, dose-dependently caused the histamine release from rat peritoneal mast cells. The histamine release induced by P-II fraction increased with time, while compound 48/80 caused a more rapid histamine release. The dose-response curve for P-II fraction was studied with concentration 0.03-2.0 mg/ml. This reaction was dependent on Ca2+ and temperature. When glucose (5.5 mM) was omitted during the incubation step, the histamine release induced by P-II fraction was significantly reduced as compared to that of compound 48/80. Pyruvate reversed this reduction. On the other hand, the histamine release induced by P-II fraction was effectively potentiated by the addition of glucose (11.0 mM), but not that by compound 48/80. These results suggest that P-II fraction-induced histamine release differs from that of compound 48/80 disregards to the effects of glucose, because this histamine release appears to be more sensitive to the glycolytic pathway than compound 48/80-induced histamine release.

ラッパウニの叉棘由来のゲル濾過タンパク質画分(P-II 画分)は，ラット腹腔肥満細胞からヒスタミン遊離を起こした．このヒスタミン遊離はCa イオンに依存し，また時間依存性であった．また，P-II 画分によるヒスタミン遊離反応は，ヒスタミン遊離物質のcompound 48/80 の場合とは異なり，エネルギー依存性を示した．


Purification and characterization of Contractin A from the pedicellarial venom of sea urchin, Toxopneustes pileolus

ラッパウニの中型叉棘から，マンノースを含有する糖タンパク質を精製した．この糖タンパク質は分子量1万8千で，Contractin A と命名された．Contractin A はモルモット気管平滑筋においてホスホリパーゼC様の作用を示した．Contractin A のN末端はセリンで，37残基までアミノ酸配列分析がされた．


Partial amino acid squence of hemorrhagic toxin, Ac1 protease, isolated from snake venom of Agkistrodon acutus

毒蛇ヒャッポダの毒から，亜鉛を含有する出血因子としてAc1-プロティナーゼを精製した．Ac1-プロティナーぜの部分アミノ酸配列決定は，HPLC で精製された標品および還元カルボキシメチル化された標品をエドマン分解法で行った．Ac1-プロティナーゼのN 末端はセリンで，アミノ酸残基39個が明らかになった．


Effect of Age on the formation of cyclic nucleotides in gunea-pig tracheal smooth muscle in response to pharmacological agents

幼若および老齢モルモット気管平滑筋において，平滑筋弛緩薬によるcAMP生成および平滑筋収縮薬によるcGMP生成の加齢にともなう変化を比較した．イソプロテレノールやプロスタグランジン，コレラトキシン等によるcAMP生成は，幼若モルモット気管平滑筋に比べて老齢モルモット気管平滑筋において減少した．一方，ヒスタミンや高濃度カリウムによるcGMP生成は，cAMP生成とは逆に老齢モルモット気管平滑筋で増大した．


Incease in cyclic AMP level and stimulation of catecholamine synthesis in isolated bovine adrenal medullary cells caused by forskolin

ウシ副腎髄質の浮遊細胞を用いて，アデニル酸シクラーゼを活性化するフォルスコリンの細胞内cAMP レベルに対する影響および14C-チロシンから14C-カテコラミン生合成に対する影響について検討した．フォルスコリンによって細胞内cAMPレベルは著明に上昇し，14C-カテコラミン生合成の促進が認められた．


Seasonal changes in contractile activity of a toxic substance from the pedicellariae of the sea urchin Toxopneustes pileolus

ラッパウニの叉棘タンパク毒の季節変化を摘出モルモット回腸縦走筋の収縮活性を指標として検討した．ウニ叉棘の抽出標品のタンパク量は春から夏にかけて増加したが，活性とは平行しなかった．また，タンパク量と活性の変化はウニの生殖期とも密接に関連しなかった．ゲル濾過画分の収縮活性もタンパク量の変化と平行せず，夏に低く秋から冬に増加した．これらの結果より，ラッパウニの叉棘タンパク毒の季節的変動が示唆された．


Partial purification and characterization of a toxic substance from pedicellariae of the sea urchin Toxopneustes pileolus

ラッパウニの叉棘粗抽出液の硫安分画をセファデックスG-200カラムでゲル濾過した結果，二つのタンパク質画分が回収された．この内，収縮活性を有する画分をPeak-II画分とした．Peak-II画分の比活性は粗抽出液に比して5.8倍に上昇した．Peak-II画分は硫安画分より低濃度で肥満細胞からヒスタミン遊離を起した．Peak-II画分の分子量は約20,000と推定された．


Histamine release from rat mast cells induced by an extract from the sea urchin Toxopneustes pileolus

The extract caused a dose-dependent release of histamine from rat peritoneal mast cells which was slower in onset than that of compound 48/80. It is also suggested that the extract-induced histamine release is dependent on aerobic glycolysis.

ラッパウニ叉棘抽出液の硫安分画によるラット腹腔肥満細胞からのヒスタミン遊離は濃度依存的で，ヒスタミン遊離物質であるcompound 48/80によるヒスタミン遊離に比べて緩慢であった．Compound 48/80 によるヒスタミン遊離は反応液よりグルコースを除去しても変化しなかったが，硫安画分によるヒスタミン遊離は減少した．この結果は，叉棘抽出液の硫安画分によるヒスタミン遊離は好気的な解糖系に依存していることを示唆している．


Role of glycolysis in the tension development under anoxia in guinea pig teania coli

The role of glycolysis in the tension development under anoxic conditions in a high-K medium was studied in the intestinal smooth muscle of guinea pig taenia coli. After exposure to the high-K medium (isotonic, 60 mM) under normal oxygen for 30 min, the muscles were exposed to a high-K medium bubbled with N2 gas. The tonic contraction decreased gradually to about 10% of the original level. Glucose was then cumulatively added to the high-K medium under anoxia. The maximum tension was observed following the addition of the higher concentrations of glucose. The muscle tension which developed in the high-K medium with a high concentration of glucose under anoxia was dependent on the external Ca2+ and was inhibited by iodoacetic acid (IAA). The addition of glucose to a high-K medium under anoxia also increased lactate release from the muscle. Pretreatment with 1 mM IAA decreased the lactate release from the muscle. In a Ca2+-free medium under anoxia, the addition of glucose did not increase the muscle tension although there was a significant increase in the lactate release. In summary, it is considered that the smooth muscle of taenia coli develops tension utilizing energy produced by the glycolytic pathway under anoxia in a high-K medium.

嫌気的条件下の高濃度カリウムによるモルモット盲腸紐の張力発生におけるグルコースの重要性を検討した．窒素通気下ではカリウムによる張力は対照の10%に減少したが，グルコースの添加量に応じて回復した．張力の回復に平行して，栄養液中の乳酸量も増加した．張力の回復はヨード酢酸で阻害された．これらの結果から，嫌気的条件下における張力維持は解糖系が主なエネルギー源と考えられた．


Action of an extract from the sea urchin Toxopneustes pileolus on isolated smooth muscle

ラッパウニの叉棘抽出液の硫安分画によるモルモット摘出回腸縦走筋の収縮作用ならびにヒスタミン遊離作用について検討した．硫安文画による収縮作用は抗ヒスタミン薬によって部分的に抑制された．硫安分画は高濃度において有意にヒスタミン遊離を引き起こした．硫安分画によるモルモット摘出回腸縦走筋の収縮反応は部分的にヒスタミン遊離を介するものと思われた．


Mercury levels in human hair and sex factors

四国居住の人(N=1324)の毛髪中の水銀量を分析した．水銀量は幾何平均値で示し，その値を対数確率で表すと，正規分布型であった．男性の値は女性より高値を示した．農村地区の中学生(N=300)および成人(N=354)の分析において，男性の値は両者共に女性よりも高値を示した．これらの結果は，体内の水銀量に内分泌系が関与することを示唆した．


Contractile mechanism of ATP in isolated vas deferens of guinea pig

モルモット摘出精管において，ATPとADPは収縮を引き起こしたが，AMPとアデノシンは収縮を起こさなかった．ATPの収縮反応は一過性であり，膜電位の変化と平行した．この収縮反応はアトロピンあるいはフェントールアミンによって若干抑制を受けた．以上の結果から，精管に対してATPは一部神経要素に作用するが，大部直接平滑筋に作用するものと考えられる．


Effect of anoxia on isotonic shortening induced by high-K medium in rat uterus

The effect of anoxia on the shortening induced by high-K medium was investigated in isolated rat uterus. The shortening induced by high-K medium was maintained for 75 min or more under normoxia in the initial load (0.35 g). Under normoxia 1, 2, 2.5, and 3 g load to the uterus reduced the maximum shortening induced by high-K medium to 93, 65, 18 and 3%, respectively. Under anoxia the high-K-induced shortening in the initial load was not so affected and it was maintained at least for 60 min. However, against 0.7 and 1 g load to the uterus, the maximum shortening reduced greatly to 14 and 13% under anoxia. Effects of anoxia on the shortenings induced by high-K medium in guinea pigs taenia coli and longitudinal muscle from ileum were also studied. Our observations support the theory that the shortening of the light loaded muscle under anoxia is maintained by only a little force and the muscle may not be so dependent on metabolic energy.

高濃度カリウム液による摘出ラット子宮筋の等張性収縮に対する酸素欠乏の影響を検討した．子宮筋の窒素通気下で維持される高濃度カリウム収縮は，酸素通気下の場合と比べて負荷の影響を強く受けた．この傾向は他の平滑筋標本においても同様であった．以上の結果から，嫌気条件下で維持される平滑筋の収縮は，非常に弱い力で保持されていることが分かった．つまり，この場合の収縮の筋エネルギー消費は極めて少ないことが考えられる．


Difference between inhibitory actions of papaverine and dehydroepiandrosterone on the isolated guinea-pig ileum

Dehydroepiandrosterone (DEA), a metabolite of steroid hormone in the urine, differed from papaverine in the mode of inhibitory action on the isolated guinea-pig ileum. Papaverine inhibited both phasic and tonic contractions induced by an agonist, while DEA inhibited the phasic contraction without apparent fatigue of the tonic phase. The main action of papaverine seems to be predominatly a metabolic inhibition similar to that of metabolic inhibitors, but the action of DEA could not be ascribed to that of metabolic inhibition. In the presence of papaverine or metabolic inhibitors the height of maximal contraction of an agonist tested by the cumulative method was greatly depressed and less than that by a single method. The longer the time involved in the cumulative doses, the lower was the maximal contraction.

尿中に代謝されたステロイドホルモンの一種であるデヒドロエピアンドロステロン(DEA)は摘出モルモット回腸平滑筋において，パパベリンとは異なった作用を示した．アセチルコリン収縮に対するパパベリンの抑制作用は主に代謝阻害作用に起因していりと思われるが，DEAのそれは代謝阻害作用yアデニル酸シクラーぜ系以外の非特異的作用であるものと示唆された．


ウニ刺毒レクチンの細胞反応性について

ウニ刺毒レクチンの細胞反応性について

ラッパウニの大型叉棘レクチンの細胞増殖活性と細胞毒性について検討を行った．

ラッパウニの大型叉棘レクチンの細胞増殖活性と細胞毒性について検討を行った．

第47回毒素シンポジュム予稿集

第47回毒素シンポジュム予稿集


Physiological studies of spontaneous motor activity of mice --- Circadian rhythm of spontaneous motor activity and influence of components of nonessential grocery items

マウスの自発運動における日の出前後と日没とに見られる二峰性の日内リズムは，周年において雄よりも雌に強く認められた．そこで，マウス自発運動の日内リズムに対するエタノール，カフェインおよびニコチンの影響を検討した．エタノールおよびニコチン投与群では二峰性の自発運動のリズムには変化は認められなかったが，カフェイン投与群では二峰性のリズムは雌雄のマウス共に消失した．

J. Health Sci., Fac. of Integrated Arts and Sciences, Univ. of Tokushima


Physiological studies of spontaneous activity of mice --- Circadian rhythm of spontaneous activity and influence of morphine

マウスの自発運動における日内リズムに対する飼料摂取制限および薬物の影響を検討した．マウス自発運動は昼間よりも夜間の飼料摂取制限によって著明に減少した．モルヒネ投与による自発運動の日内リズムの変化は雄よりも雌マウスに著しく認められた．


Histamine H2-receptors in isolated ginea-pig airway smooth muscles

モルモット気道平滑筋におけるヒスタミンH2受容体について

幼若モルモット気道平滑筋(気管および気管支平滑筋)におけるヒスタミンH2受容体の発現について，等尺性の収縮·弛緩反応を指標に検討した．気道平滑筋の緊張度が増大した場合には，ヒスタミンアゴニストのH2受容体刺激による弛緩反応が認められ，またこの弛緩反応がH1アンタゴニストで増強され，逆にH2アンタゴニストで減弱した．この結果から，幼若モルモット気道平滑筋にはヒスタミンH2受容体が発現していることが推定された．

Commemoration Volume of the Founding of the Faculty of Integrated Arts and Sciences, University of Tokushima


Age-dependent alterations in the formation of cyclic nucleotides caused by various agents in guinea-pig tracheal smooth muscle

モルモット気管平滑筋の加齢に伴う薬物反応性の変化を検討した．イソプロテレノールやプロスタグランジンなどによるcAMPの生成は加齢により減少した．一方，カルバコールやヒスタミンなどによるcGMPの生成はcAMPの場合とは逆に増大した．放射性リガンドを用いた受容体の結合実験では加齢による変化は見られなかった．以上より，加齢に伴うcAMPおよびcGMP生成の変化は，モルモット気管平滑筋の受容体以後の細胞内レベルによるものと考えられた．

The Tokushima Journal of Experimental Medicine


Influence of imidazole on the response to the smooth muscle relaxants

平滑筋弛緩薬の作用に及ぼすImidazoleの影響

ウサギ摘出小腸を用い，諸種薬物の作用とcAMPとの関連性をimidazoleの影響から検討した．α受容体刺激薬，NaNO2およびATPによる弛緩作用はimidozoleにより抑制されなかったが，β受容体刺激薬，dibutryl cAMPあるいは低濃度のpapaverineによる弛緩はimidazoleにより著明に抑制された．これらの結果から，細胞内cAMPを介する弛緩作用はimidazoleによって抑制されると示唆された．


Effects of isoproterenol and propranolol on estrous cycle through pineal mechanisim in developmental stage of genital organs

ラットの発情周期に対する交感神経作用薬及び遮断薬の影響を検討した．交感神経作用薬の投与群は，対照群に比べて不規則な発情期の増加を示した．一方，交感神経遮断薬の投与群では，不規則な発情期の増加を起こしたが，交感神経作用薬の場合とは逆に持続的な発情期も増加させた．

Nat. Sci, Fac. of Education, Univ. of Tokushima


Mechanism of the contracting actions of K, acetylcholine, noradrenaline and Ba in the excised seminal vesicle of guinea pig, particulary in relation to Ca.

モルモット摘出精嚢条片におけるK+, acetylcholine(ACh), noradrenaline (NA)およびBa2+による収縮はphasic contraction (PC)とこれに続くtonic contraction(TC)よりなる．AChおよびNAのPCならびにTcは主にCa2+の遊離によって起こるが，K+のPCはCa2+の遊離と流入によって維持されると推定された．Ba2+の収縮はCa2+の遊離のみによって起こるものと推定された．


Current Topics on Toxins of Stinging Marine Animals

海洋動物の刺毒に関する最近の知見

海洋刺毒動物によるこれまでの被害状況と一部刺毒に関する最近の化学的知見をまとめた．


レクチンカラムによるラッパウニ叉棘糖タンパク質の分画とその作用

レクチンカラムによるラッパウニ叉棘糖タンパク質の分画とその作用

ラッパウニ叉棘粗抽出液のゲル濾過画分をConcanavalin A-Sepharose カラムにより分画し，活性画分として回収したCon A 画分を用いてモルモット気管平滑筋に対する作用を検討した．糖蛋白質画分であるCon A 画分はモルモット気管平滑筋においてアラキドン酸の場合と同様な反応性を示し，筋の緊張度によって収縮あるいは弛緩反応を示した．Con A 画分による反応はプロスタグランディン産生を介するものと推定された．


ラッパウニ毒成分のゲル濾過法による精製とその作用

ラッパウニ毒成分のゲル濾過法による精製とその作用

ラッパウニ叉棘粗抽出液の硫安画分をゲル濾過で分画した結果，二つの画分が回収された．このうち，モルモット回腸縦走筋において収縮活性を示す画分(P-II画分)のモルモット気管平滑筋に対する作用を検討した．P-II 画分はATPと 同様な筋の静止張力に依存して収縮あるいは弛緩反応を示した．P-II 画分による両反応は Indomethacin の処理により消失した．


諸種収縮薬の収縮作用におよぼすウワバインの影響，特にNa, K-ATPase活性阻害との関連について --- モルモット精嚢における実験

モルモット摘出精嚢の収縮作用に対するウワバインの影響をNa, K-ATPase活性阻害との関連から検討した．Na, K-ATPase活性を阻害しない低濃度のウワバインは諸種収縮薬の収縮作用を増強したが，ATPase活性を抑制する濃度では各収縮作用を抑制した．このことから，収縮抑制はNa. K-ATPase活性の阻害と関係があるものと推定された．