過剰なNa^+流入による神経細死の機構

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06272225
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 小池 達郎 北海道大学, 理学部, 教授 (80128131)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 秀逸 佐賀医科大学, 医学部, 教務職員 (90202431)
• Keywords: 上頸神経節 / 染色体凝縮 / アポトーシス / Na^+イオン / ベラトリジン

Research Abstract

膜電位依存性Na^+チャンネルの活性化剤であるベラトリジンはNGF除去による上頸神経節細胞の細胞死を抑制することを見いだしたが、この効果はNa^+イオンの細胞への流入によるものであった。一方、Na^+イオンが過剰に流入すると神経細胞死を誘発し、その効果は神経細胞の成熟に伴って増強された。本報告では過剰なNa^+イオンの流入による神経細胞死の機構とその発達について詳細に調べた。上頸神経節細胞を、0.1-40μMベラトリジン(VERA)で10-15時間処理すると、用量依存的に毒性を示し、40μMでは約80%の細胞が死滅した。VERA作用の特異性が保たれる範囲即ち、テトロドトキシンで抑制抑制される範囲で実験する為、その濃度を10μM以下に抑えた。この濃度では蛍光イメージング法によると、細胞外のCa2^+もNa^+も流入するため、VERAの毒性がCa2^+の流入によるのかNa^+の流入によるのかを調べた。低Ca2^+濃度ではVERAの毒性は保たれているのに反し、低Na^+濃度ではその作用は完全に失われた。この為、毒性はNa^+の流入により、かつ適当な流入は細胞死を抑制することから、過剰に流入される為に起こると考えられる。過剰なNa^+イオンの流入による細胞死のメカニズムとしては細胞体だ縮むこと、ビスベンザミドで染色するとアポトーシスに特徴的な染色体の凝縮か起こることから、アポトーシスであろうと考えた。更に、細胞外液のK^+濃度が100mM以上では、VERA毒性は突起のみにとどまり、細胞体の収縮は起こらなかった。これらの結果から、過剰なNa^+流入がRVD(Regulatory Volume Decrease)を経て、上頸神経節細胞のアポトーシスを誘発したと推定した。この事実はグルタミン酸毒性などの作用を考える際に重要な情報となると思われる(投稿中)。

Research Products

• [Publications] 田中秀逸,他: "ベラトリジンによるNa^+チャンネルを介した神経栄養因子除去後の細胞死の抑制" 神経化学. 32. 306-307 (1993)
• [Publications] 小池達郎,他: "神経発生とアポトーシス" Human Cell. 7. 13-19 (1994)