神経系におけるストレス蛋白質(αBクリスタリンとhsp27)の応答と生理的役割

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07264248
• Research Institution: Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center
• Principal Investigator: 加藤 兼房 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生化学部, 部長 (50022801)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊東 秀記 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生化学部, 研究助手
• Keywords: ストレス応答 / ストレス蛋白質 / クリスタリン / HSP27 / HSP70 / 脳虚血 / アラキドン酸 / プロテイン キナーゼ

Research Abstract

1)C6ラットグリオーマ細胞に亜砒酸ストレス(50-100μM/1h)あるいは熱ストレス(42℃/30min)を負荷する際に、アラキドン酸カスケード代謝活性を修飾し、細胞内遊離アラキドン酸濃度が増加する薬剤を共存させると、ストレスによって活性化された熱ショックファクター(HSF)のDNA結合能が長時間持続し、hsp27、αBクリスタリンおよびhsp70の転写・合成が促進されることが分かった。ラットにaspirin(cyclooxygenaseを阻害する)を投与して熱ストレスを負荷すると肝、副腎などでの上記のストレス蛋白質の誘導が促進され、アラキドン酸カスケードとストレス応答が密接に関連していることが個体レベルでも証明された。
2)protein kinase Cの活性化剤であるホルボールエステル、PMA、およびserine/threonine protein phosphataseの阻害剤であるオカダ酸も、MAP kinase-phospholipase A_2-アラキドン酸カスケードの活性化をもたらし、ストレスによって活性化されるHSFのDNA結合能を持続させ、ストレス誘導を促進することが分かった。
3)Protein kinase A-cAMP系の促進状態は、hsp27のストレス応答には促進的に、しかし、αBクリスタリンの誘導には逆に抑制的に作用した。一方、hsp70の応答は影響を受けなかった。cAMPを介するストレス応答の修飾は、HSFレベルではなく他の転写因子(CRE)を介した修飾であることが推測された。
4)スナネズミおよびラットを用いて脳虚血および虚血耐性とhsp27の発現部位・細胞および時期の関連を解析した。虚血ストレス負荷後のhsp27の発現増加はおもに反応性のアストログリア細胞で、しかも虚血耐性獲得時期とは相関がないことが明らかになった。hsp27は、脳損傷の修復に関与してことが示唆された。

Research Products

• [Publications] Inaguma, Y., Kato, K., et al.: "Induction of the synthesis of hsp27 and αB crystallin in tissues of heat-stressed rats and its suppression by ethanol or an α^1-adrenergic antagonist." J. Biochem.117. 1238-1243 (1995)
• [Publications] Kato, K., Ito, H., et al.: "Enhancement of stress-induced synthesis of stress proteins by mastoparan in C6 rat glioma cells." J. Biochem.118. 149-153 (1995)
• [Publications] Ito, H., Kato, K., et al.: "Modulation of stress-induced synthesis of stress proteins by a phorbol ester and okadaic acid." J. Biochem.118. 629-634 (1995)
• [Publications] Morishita, R., Kato, K., et al.: "Primary structure of a γ subunit of G protein, γ_<12>, and its phosphorylation by protein kinase C." J. Biol. Chem.270. 29469-29475 (1995)
• [Publications] 加藤兼房: "HSP27のストレス早期応答:リン酸化と解離" 実験医学. 13. 1425-1430 (1995)
• [Publications] 加藤兼房、他2名: "低分子量ストレス蛋白質のストレス応答" 生体の科学. 46. 342-347 (1995)
• [Publications] Kato, H., Kato, K., et al.: "Immunohistochemical localization of the low molecular weight stress protein HSP27 following focal cerebral ischemia in the rat." Brain Res.676. 1-7 (1995)
• [Publications] Kato, H., Kato, K., et al.: "An immunohistochemical study of heat shock protein-27 in the hippocampus in a gerbil model of cerebral ischemia and ischemic tolerance." Neuroscience. 68. 65-71 (1995)
• [Publications] 加藤兼房: "α-クリスタン低分子量HSPファミリー" 生体の科学. 46. 650-652 (1995)
• [Publications] 加藤兼房: "哺乳動物の低分子量ストレス蛋白質とストレス応答" 日本神経精神薬理学雑誌. 16(印刷中). (1996)
• [Publications] Ito, H., Kato, K., et al.: "Enhancenent of stress-induced synthesis of hsp27 and αB crystallin bymodulators of the archidonic acid cascade." J. Cell. Physiol.(印刷中). (1996)
• [Publications] Kato, K., Ito, H., et al.: "Modulation of the stress-induced synthesis of hsp27 and αB-crystallin by cyclic AMP in C6 rat glioma cells." J. Neurochem.(印刷中). (1996)