ハンチントン病モデル動物の開発とアンチセンス戦略法による発症制御法の確立

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09558104
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 西野 仁雄 名古屋市立大学, 医学部, 教授 (60073730)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鳥居 邦夫 味の素(株), 中央研究所, 部長 ; 安居院 高志 名古屋市立大学, 医学部, 助教授 (00212457) ; 福田 敦夫 名古屋市立大学, 医学部, 助教授 (50254272)
• Keywords: 3-ニトロプロピオン酸 / 細胞死 / ハンチントン病 / 外側線条体動脈 / NO / [Ca^<++>]_i

Research Abstract

コハク酸脱水素酵素を非可逆的にブロックして、ミトコンドリアの酸化的燐酸化の障害及びATPの産生障害をおこす3-nitropropionic acidを、ラットに急性投与(20mg/kg,s.c.2-3回)すると両側線条体の中外側部(外側線条体動脈支配領域)のアストログリアとニューロンが選択的に傷害され、ハンチントン病様の以上運動が出現する。本年はこの線条体の特異脆弱性のメカニズムを解析した。
1)線条体アストログリアの脆弱性
培養下のアストロサイトを3-NPAを含んだリンガー液で灌流すると[Ca^<++>]_iは徐々に上昇した。一旦上昇すると、正常の灌流液に戻しても[Ca^<++>]_iは天井値を保ちつづけ、1時間前後して細胞は膨化し破裂した。このCa^<++>上昇は、[Na^+]_Oと[Ca^<++>]_Oの影響を受け、またdichlorobenzamil処置によって消失することから、Na-Ca exchangerの逆転に基づくことを明らかにした。またドパミンの投与によってもアストログリアの[Ca^<++>]_iは急激に上昇することを明らかにした。
2)外側線条体動脈(ISTR動脈)の脆弱性
なぜISTR動脈領域のアストログリアが選択的に傷害されるのか?これは3-NPA投与により血中のNO_2が上昇するため、NOやperoxynitriteなどのラジカルの生成が予想されるが、これらのストレスに対しISTR動脈が脳内の血管の中で最も脆弱であると考えざるをえない。この仮説を証明するため現在3-NPA投与後の線条体組織中におけるeNOS,nNOS,iNOS発現の変化をnorthernブロットで、また線条体組織外液中のNO_2^-とNO_3^-の動態をin vivoマイクロダイアリーシス法で解析している。

Research Products

• [Publications] S.B.Deshpande, A.Fukuda & H.Nishino: "3-Nitropropionic acid increases the intracellular Ca^<2+> in cultured astrocytes by reverse operation of Na-Ca exchanger." Exp.Neurol.145. 38-45 (1997)
• [Publications] H.Nishino, M.Kumazaki, et al.: "Acute 3-Nitropropionic acid intoxication induces striatal astrocytic cell death and dyslunction of the blood-brain barrier.involvement of dopamine toxicity." Neurosci.Res.27. 343-355 (1997)
• [Publications] C.V.Borlongan, H.Nishino & PR Sanberg: "Systemic,but not intraparenchymal,administration of 3-nitropropionic acid mimics the neuropathology of Huntington's disease:a speculative explanation." Neurosci.Res.28. 185-189 (1997)
• [Publications] S.B.Deshpande, & H.Nishino: "In vitro protection of 3-nitropropionic acid-induced toxicity of astrocytes by basic fibroblast growth factor and thrombin." Brain Res.783. 28-36 (1998)
• [Publications] H.Nishino, K.Nakajima, et al.: "Estrogen protects against while testosterone exacerbates vunerability of the lateral striatal artery to chemical hypoxia by 3-nitropropionic acid." Neurosci.Rev.(in press). (1998)
• [Publications] Y.Shimano, M.Kumazaki, et al.: "Spatio-temporal pattern of dysfunction of the blood-brain barrier in the striatum after systemic intoxication with 3-nitropropionic acid (a mitochondrial toxin)." J.Brain Sci.(in press). (1998)
• [Publications] M.Kumazaki, C.Ungsuparkorn: "Mitochondrial inhibitors as a tool for neurobiology" Landes Pub.Co, 7 (1998)
• [Publications] K.Nakajima, Y.Shimano, et al.: "Mitochondrial inhibitors as a tool for neurobiology" Landes Pub.Co, 6 (1998)