神経細胞間に存在するギャップ結合の調節機構に対する水銀化合物の影響

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10670328
• Research Institution: St. Marinanna University School of Medicine
• Principal Investigator: 吉田 稔 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助教授 (80081660)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千葉 啓子 岩手県立盛岡短期大学, 生活科学科, 助教授 (90197137) ; 原 正幸 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (10198898) ; 鯨岡 徹 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 助手 (40130992)
• Keywords: 細胞間コミュニケーション / メチル水銀 / ギャップ結合 / ヘムオキシゲナーゼ / へムオキシゲナーゼ遺伝子 / ヒ素 / PC12細胞

Research Abstract

臓器および器官を形成する細胞間にはギャップ結合(GJ)が存在し、この結合を介して細胞間コミュニケーションによって行なわれ、細胞内の内部環境の恒常性維持がなされている。メチル水銀(MeHg)がGJの調節機能に及ぼす影響を腎培養細胞を用いて検討した結果、MeHg曝露後、早期にGJは閉鎖され、しかもこの閉鎖は細胞障害より早期に出現することから、GJは生体防御機構の一つであること考えられる。これらの知見を踏まえて、神経細胞間のGJの発現とMeHgによる影響を検討した。神経系細胞株にはNB-1、TGW、Neuro2aそしてPC12を用い、細胞を分化させるために、神経成長促進因子またはdibutyrylcycic AMPを添加し、GJの発現を見た。PC12細胞で、非常に僅かであるがDye-couplingがみられたため、現在、この細胞間におけるGJの発現の有無を検討中である。それ以外の細胞では、Dye-couplingは認められなかった。一方、GJの調節にヘムオキシゲナーゼ(HO)の最終産物である一酸化炭素(CO)の関与が考えられている。脳内HO発現とCOのGJ調節への関与を解明するため、HO発現を誘導する物質であるヒ素を用いて動物実験を行った。妊娠ラットにヒ素投与後、HO活性は母仔ともに肝臓、腎臓で高かった。しかも、妊娠20日齢に最も高い活性を示した。脳のHO誘導は母獣、胎仔ともに認められたが、誘導発現のレベルは肝臓や腎臓に比較して小さかった。次にHO誘導発現機構を解明するためにHO遺伝子におけるヒ素のシスエレメントの解析を試みた。ヒ素によるHO誘導は共通のシスエレメントが5'末端上流領域に存在するという従来の説どおりではなく、特異的機序が3'側に存在する可能性が示唆された。これらの結果に基づき、現在、妊娠ラットへのMeHg曝露によるHO誘導についても検討中である。

Research Products

• [Publications] Yoshida M., et al.: "Pulmonary toxicity caused by acute exposure to mercury vapor is enhanced in metallothionein-null mice."Life Sciences. 64. 1864-1867 (1999)
• [Publications] Yoshida M., et al.: "Distribution and retention of mercury in metallothionein-null mice after exposure to mercury vapor."Toxicology. 139. 129-136 (1999)
• [Publications] Hara M., et al.: "Proteins recognized by antibodies against isolated cytological heterochromatin from rat liver cells change their localization between cell species"Tissue Cell. 31. 505-513 (1999)