ミトコンドリアDNA障害による遅延性神経細胞死の発現機能

• Project/Area Number: 21658107
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Clinical veterinary science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小野 憲一郎 The University of Tokyo, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (50111480)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 玉原 智史 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (80401181)
• Project Period (FY): 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2009: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
• Keywords: 虚血 / 遅延性神経細胞死 / ミトコンドリアDNA / 活性酸素 / DNAポリメラーゼγ / 修復機構 / mtDNA D-loop / 酸化

Research Abstract

ラット海馬由来HV16-4細胞を虚血環境下(2%O2、10%CO2、88%N2)で培養すると、mtDNA D-loopに高頻度に変異の発現することが明らかとなった。すなわり、通常培養では84クローン中6クローン(7.1%)に一塩基置換が起こるのに対し、虚血培養では84クローン中41クローン(48.8%)に一塩基置換あるいは一塩基欠失の起こることが明らかとなった。また、mtDNA修復機構の鍵であるDNAポリメラーゼγの酸化度は、通常培養した場合に比較して有意に高く、活性酸素(ROS)トラップ剤であるDMPO添加すると有意に低下した。さらに、DMPO添加虚血条件下におけるmtDNA D-lopの変異は28.5%(24/84クローン)、変異総数は80.730bpで27bp(変異頻度:3.34bp/10,000bp)と、非添加の48.8%(41/84クローン)、変異総数75,348bpで48bp(6.37bp/10,000bp))に比較して有意に低下することが明らかとなった。したがって、HV16-4細胞は虚血条件下でROSによりmtDNA修復機構の鍵となるミトコンドリアDNAポリメラーゼγの酸化が生じており、mtDNA D-loopの変異の原因の一つはmtDNA修復能の低下であると考えられた。