1999 Fiscal Year Annual Research Report
新規脳蘇生法確立のための基礎的な解明(ミトコンドリア機能不全新規誘発因子の同定)
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11671524
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
本間 豊彦 東京医科大学, 医学部, 講師 (60229268)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芝崎 太 東京都臨床医学総合研究所, その他・研究員 (90300954)
渡辺 泰雄 東京医科大学, 医学部, 助教授 (70183720)
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| Keywords | 脳虚血 / 神経細胞死 / 脱リン酸化酵素 / カルシニューリン / MRI / 三次元構築 / ミトコンドリア機能不全 / MPT |
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| Research Abstract |
これまでに我々は脳虚血に伴う脳神経障害、特に遅発性神経細胞死のメカニズムの解明を進めてきた。この中で、高血糖状態における虚血性脳障害に体温の変動、カルシウム、pH、NGF、BDNF等の神経栄養因子が関与し、しかも免疫抑制剤であるCsAがこの細胞死を劇的に抑制することを見出した。近年、ミトコンドリア内膜の透過性亢進(Mitochondrial Permeability Transition:MPTとする)に伴うミトコンドリアの機能不全が遅発性神経細胞死の中心的な役割を演じていることが推測されている。しかしながら、これまでの報告では脳虚血に伴う遅発性神経細胞死が(a)calcineurin活性化によって誘発されるものか、あるいは(b)MPTにより誘発されるものなのかについては今だ議論が続いている。そこで今回、雄性Wister rat前脳虚血モデル(2VO+低血圧:内頚:外頚動脈結紮)を用い、10分虚血再還流後、1,6,12,24時間に沿って脳凍結切片作製と海馬CA1,CA3,DG(dentate gyrus)を取り出し、免疫染色とcalcineurin活性測定を施行した。この結果、これまでの報告とは異なりカルシニューリン活性は虚血再還流後1時間で約4倍に達し、6時間後軽度の低下を示したものの12時間後、24時間後と上昇を続け、24時間後は虚血前に比べ約6倍の活性上昇が認められた。一方、CsA、FK506投与群ではカルシニューリン活性はほぼ完全に抑制されていた。遅発性神経細胞死の経時的な形成をMRI(Magnetic Resonance Imaging)によって解析し、病理組織学的な解析と併せて評価を行い、脳障害を三次元構築して比較した。CsA投与群では遅発性神経細胞死がほぼ完全に抑制されていたにも関わらず、FK506投与群では約45-50%の抑制効果しか認められなかった。免疫染色においては虚血24時間後にCA1領域特異的なBadの脱リン酸化、チトクロームcの細胞質への流出、およびそれに伴うCA1領域細胞の特異的な細胞死が認められた。CsA及びFK506はCA1領域特異的なBadの脱リン酸化を完全に阻害したが、チトクロームcの細胞質への流出はCsAのみに阻害効果が認められた。
これらの結果を総合すると、カルシニューリンを含む情報伝達系は遅発性神経細胞死に必須であるが十分ではなく、CsAの別のターゲットであるミトコンドリアのcyclophilin Dやその他のcyclophilinが大きく関与していることが推測された。虚血性神経細胞死におけるCsAの抑制効果がほぼ100%に近いことを考えると、カルシニューリンおよびimmunophlinを含む情報伝達系の解析は虚血性神経細胞死を理解する上で必須であるばかりではなく、今後、虚血性疾患の臨床応用への道を大きく開くものと考えられる。
なお、本年度予定していたDifferential Display PCRは主研究者である内野博之の突然の海外出張に伴い、施行を見送る形とした。なお、新たな主研究者である本間豊彦にこれらの継続を依頼した旨を附記させて頂く。
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[Publications] H.UCHINO: "A me ltoration by CSA of brain damage in transient forebrain ischemia in the rat"Brain Res. 812. 216-226 (1998)
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[Publications] H.Ito et al: "Involvement of GABAa but rat GABAb receptor in occurance of delayed neuronal damase in mongobian gerbil brain model"J.Brain sci. 24・2. 37-46 (1998)
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[Publications] H.Ito et al: "Neuroprotective proterties of propotol and midazolam, but not fontbarbital ; on neurunal damase thduced by foubrain ischemia based on the GABAa receptors"Acta Anesthe Scand. 43(2). 153-162 (1999)
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[Publications] Bok Siesro et.al: "Mataration phenomenon in Corebrcl Ischemia III"Role of Mitochondria in Innediate and delayed Reperfusion Damage. 7 (1999)
