抗酸化物質を用いた新たな神経突起・神経細胞分化誘導法の開発

• 研究課題/領域番号: 14656111
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 基礎獣医学・基礎畜産学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 稲波 修 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 助教授 (10193559)
• 研究分担者: 太田 利男 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 助教授 (20176895) ; 桑原 幹典 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 教授 (10002081)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2002年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: PBN / スピントラップ剤 / ニトロン系化合物 / 神経様突起 / PC12細胞 / Ras / 分化誘導 / 抗酸化剤 / 抗酸化物質 / 神経突起 / 分化 / 老化 / 脳 / ドーパミン作動性神経細胞

研究概要

PBNはスピントラップ剤として開発されたニトロン系化合物であるが、NGFなどの神経栄養因子と類似したPC12細胞に対する神経様突起誘導能を持っていることが既に報告されている。本研究では、他のスピントラップ剤にも類似の効果があるか、さらにはこのニトロン化合物の神経突起誘導のメカニズムを明らかにすることを目的に研究を行った。現在まで著者らはこのPBNによるPC12細胞の神経様突起形成のメカニズムは、TrkAとShcの活性化、Grb2のShcへの結合を引き起こさないが、Rasのレベルで活性化することによることを示している。本研究は、PBNの誘導体であるPOBN、S-PBNとDMPOについてその分化能を評価し、さらにRasのシステイン残基がPBNの標的になっているのではないかと考え、RasのCys-51、Cys-80、Cys-118,Cys-181ならびにCys-184をそれぞれセリンに改変したほ乳類細胞発現ベクターを用いた過剰発現系で評価した。いくつかのスピントラップ剤を用いてPC12細胞の神経様突起形成能を比較したところ、PBN>POBN>S-PBNの順で神経様突起形成能が強い傾向にあることを示し、DMPOは全く活性を示さなかった。このことは、用いるトラップ剤が疎水性であるほど神経様突起形成能が強い傾向にあること示唆している。また、Ras(WT)を過剰発現させたPC12細胞ではPBNによって神経様突起形成が増加したのに対し、Ras(C118S)、Ras(C181S)あるいはRas(C184S)を過剰発現させた細胞ではその増加が見られなかった。このことは、Rasに存在するシステイン残基のうちCys-118、Cys-181ならびにCys-184がPBNによるRas活性化機構に重要であることを示唆している。以上の結果は、ニトロン化合物による神経細胞に増殖、分化を誘導する化合物の開発、デザインに有効な知見となると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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 induced cerebral alveolar echinococcosis."Comparative Medicine. 53(6). 649-656 (2003)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] 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)
• [文献書誌] Nagahata H, Higuchi H, Teraoka H, Takahashi K, Inanami O, Kuwabara M.: "Decreased apoptosis of beta2- integrin-deficient bovine neutrophils."Immunology and cell biology. 82(1). 32-37 (2004)
• [文献書誌] Asanuma T., Inanami O., Tabu K., Waki K., Kon Y., Kuwabara M.: "Protection against maalonate-induced ischemic brain injury in rat by a cell-permeable peptide c-Jun N-teminal kinase inhibitor, (L)-HIV-TAT_<48-57>-PP-JBD20, observed by the apparent diffusion coefficient mapping magnetic resonance imaging method"Neuroscience Letters. (in press).
• [文献書誌] 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).
• [文献書誌] Niwa, K., Inanami, O., Yamamori, T., Ohta, T., Hamasu, T, Karino, T., Kuwabara.M.: "Roles of protein kinase C delta in the accumulation of P53 and the induction of apoptosis in H_2O_2-treated bovine endothelial cells"Free Radical Research. 36. 1147-1153 (2002)
• [文献書誌] Nakajima, T., Iwabuchi, S., Miyazaki, H., Okuma, Y., Inanami, O., Kuwabara, M., Nomura, Y., Kawahara, K.: "Relationship between the activation of cyclic AMP responsive element binding protein and ischemic tolerance in the penumbra region of rat cerebral cortex"Neuroscience Letters. 331. 13-16 (2002)
• [文献書誌] Asanuma, T., Ishibashi, H., Konno, A., Kon, Y., Inanami, O., Kuwabara, M.: "Assessment of neuroprotective ability of a spin trap, alpha-phenyl-N-tert-butylnitrone, against malonate-induced ischemic injury of rat brain by apparent water diffusion coefficient mapping"Neuroscience Letters. 329. 281-284 (2002)
• [文献書誌] Kashiwakura, I., Inanami, O., Murakami, M., Takahashi, T.A., Kuwabara, M., Takagi, Y.: "Effects of the combination of thrombopoietin with cytokines on the survival of X-irradiated CD34(+) megakaryocytic progenitor cells from normal human peripheral blood"Radiation Researcch. 158. 202-209 (2002)
• [文献書誌] Kuwabara, M., Iida, Y., Inanami, O., Sawamura, S., Yokoyama, K., Tsujitani, M.: "Radiation-chemical properties of the hypoxic cell radiosensitizer doranidazole (PR-350)"Journal of Radiation Research (Tokyo). 43. 77-88 (2002)
• [文献書誌] Yamamori, I., Inanami, O., Sumimoto H., Akasaki, T., Nagahata, H., Kuwabara, M.: "Relationship between p38 mitogen-activated protein kinase and small GTPase Rac for the activation of NADPH oxidase in bovine neutrophils"Biochemical and Biophysical Research Communications. 293. 1571-1578 (2002)
• [文献書誌] Inanami, O., Sugihara, K., Okui, T., Hayashi, M., Tsujitani, M., Kuwabara, M.: "Hypoxia and etanidazole alter radiation-induced apoptosis in HL60 cells but not in MOLT-4 cells"International Journal of Radiation Biology. 78. 267-274 (2002)
• [文献書誌] Kashiwakura, I., Murakami, M., Inanami, O., Hayase, Y., Takahashi, T.A., Kuwabara.M., Takagi, Y.: "Effects of amifostine on the proliferation and differentiation of megakaryocytic progenitor cells"Europearn Journal of Pharmacology. 437. 19-25 (2002)
• [文献書誌] Takahashi, K., Inanami, O., Hayashi, M., Kuwabara, M.: "Protein synthesis-dependent apoptotic signalling pathway in X-irradiated MOLT-4 human leukaemia cell line"International Journal of Radiation Biology. 78. 115-124 (2002)