非遺伝性神経変性疾患剖検脳および脊髄における過酸化物質の解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11670196
• Research Institution: Tokyo Woman's Medical University
• Principal Investigator: 柴田 亮行 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (90226176)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 槇雄 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (80060086)
• Keywords: 神経変性疾患 / 非遺伝性 / 酸化的ストレス / 酸化的修飾 / 筋萎縮性側索硬化症 / 多系統萎縮症 / パーキンソン病 / 進行性核上性麻痺

Research Abstract

非遺伝性神経性疾患の病態における酸化的ストレス亢進の関与を明らかにするため、代表的な非遺伝性疾患である筋萎縮性側索硬化症(ALS)、多系統萎縮症(MSA)、パーキンソン病(PD)および進行性核上性麻痺(PSP)の剖検脳脊髄組織を用いて、主要な細胞構成成分である核酸、脂質および蛋白の酸化的修飾産物の局在と濃度を、免疫組織化学染色法、免疫電顕法、イムノブロット法およびenzymelinked immunosorbent assay(ELISA)法により解析した。免疫組織化学染色法では、8-hydroxy-2'-deoxyguanosine(OHdG)は、ALSの下位運動ニューロンや反応性アストロサイトに、4-hydroxy-2-nonenal-histidne(HNEH)とcrotonaldehyde-lysine(CRAL)は、各疾患のニューロンとアストロサイト、MSAのグリア細胞質封入体(GCI)およびPSPの神経原線維変化構造物に、CRALはさらにLewy小体に、N^ε-(carboxymethyl)lysineは、ALSとMSAのニューロン、アストロサイトおよびMSAのGCIに、pentosidineはALSのニューロンとアストロサイトに局在していた。免疫電顕法では、OHdG以外の産物は主に細胞質中に存在していた。イムノブロット法では、免疫組織化学的に検出された上記の産物群は高分子領域から低分子領域に亘るスメア状パターンを示した。競合法で、ELISA解析すると疾患群および対照群において、組織ホモジェネート上清中に含まれる関心物質以外の蛋白が非特異的にプレートに固層化されることが示唆される結果が得られた。以上の結果は、酸化的修飾産物の組み合せは疾患によって異なるが、非遺伝性神経変性疾患の病態における酸化的ストレス亢進の関与を示唆しており、さらに酸化的修飾産物はさまざまな分子量の蛋白を標的にしていることも明らかになった。

Research Products

• [Publications] Shibata N, Hirano A, et al: "Selective formation of certain advanced glycation end products in spinal cord astrocytes of superoxide dismutase-1 mutant humans and mice"Acta Neuropathol. (in press). (2002)
• [Publications] Shibata N, Nagai R, Uchida K, Horiuchi S, Yamada S, et al: "Morphological evidence for lipid peroxidation and protein glycoxidation in spinal cords from sporadic amyotrophic lateral sclerosis patients"Brain Res. 917. 97-104 (2001)
• [Publications] Ujihara M, Noumura K, Yamada O, Shibata N, Kobayashi M, et al: "Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor ensures macrophage survival and generation of the superoxide anion : a study using a monocytic-differentiated HL60 subline"Free Radic Biol Med. 31. 1396-1404 (2001)
• [Publications] Yamada S, Kumazawa S, Ishii T, Nakayama T, Shibata N, et al: "Immunochemical detection of a lipofuscin-like fluorophore derived from malondialdehyde and lysine"J Lipid Res. 42. 1187-1196 (2001)
• [Publications] 柴田亮行, 小林槇雄: "筋萎縮性側索硬化症(ALS)-酸化的ストレスの関与が注目される-"病理臨床. 19. 744-751 (2001)
• [Publications] Shibata N: "Transgenic mouse model for familial amyotrophic lateral sclerosis with superoxide dismutase-1 mutation"Neuropathology. 21. 82-92 (2001)