2001 Fiscal Year Annual Research Report

細胞死誘発因子としてのカテプシンDの分子細胞生物学的解析

Research Project

Project/Area Number	11680738
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	井佐原京子大阪大学, 医学系研究科, 助手 (30303944)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	亀高諭大阪大学, 医学系研究科, 助手 (10303950)
Keywords	リリソーム / プロテアーゼ / カテプシンB / カテプシンD / 中枢神経系 / ミトコンドリア / セロイドリポフスチン / ノックアウトマウス
Research Abstract	リソソームカテプシンBとDとで制御される細胞死の経路を解析するため、リソソームカテプシンDを欠損するマウスを用いた。その結果、中枢神経系の多くの神経細胞にはリソソーム様構造物が蓄積しており、これらの構造には、ミトコンドリアATP synthaseのsubunit cが蓄積していること、さらにsubunit cを分解するtripeptidyl peptidase-Iの活性が上昇していることから、同欠損マウスの表現型は神経性セロイドリポフスチン蓄積症と類似し、カテプシンD遺伝子はこの疾患の原因遺伝子の一つであることが予想された。さらに、視覚異常を伴うことから、同欠損マウスの網膜を解析した。生後20日以降の同欠損マウスの網膜では、厚さが対照群の半分にまで萎縮しており、外顆粒層の細胞数が減少し、photoreceptorの内節及び外節もほとんど消失していた。神経節細胞には変化は見られなかった。外顆粒層には、アポトーシスの像を呈した細胞が認められた。そこで、TUNEL染色を行ったところ、対照群ではTUNEL陽性細胞は、各層とも生後2週までに検出されなくなるのに対して、同欠損マウスでは、外顆粒層で生後9日前後よりTUNEL陽性細胞が急激に増加し、日齢とともに内顆粒層にも出現することが判明した。従って、カテプシンDは神経系、特に網膜の外顆粒層の発生分化過程に必須のプロテアーゼであることが明らかとなった。次にカテプシンD欠損マウス胎仔由来線維芽細胞株を用いて、リソソームに特異的に蓄積し、カテプシンDの基質となり得るタンパク質の同定を試みた。その結果、ミトコンドリア内在性のMnSOD : Superoxidase dismutase(Mn)が候補分子として同定され、カテプシンDにより限定分解を受ける基質であることが示唆された。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Ohsawa Y. et al.: "Ultrastructural and immunohistochemical study of PC12 cells during apoptosis induced by serum deprivation with special refference to autophagy and lysosomal cathepsins"Arch.Histol.Cytol.. 61・5. 395-403 (1998)
[Publications] Shibata M. et al.: "Participation of cathepsins B and D in apoptosis of PC12 cells following serum deprivation"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 251・1. 199-203 (1998)
[Publications] Kanamori S. et al.: "Overexpression of cation-dependent mannose 6-phosphate receptor prevents cell death induced by serum deprivation in PC12 cells"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 251・1. 204-208 (1998)
[Publications] Isahara K. et al.: "Regulation of a novel pathway for cell death by lysosomal aspartic and custeine proteinases"Neuroscience. 91・1. 233-249 (1999)
[Publications] Koike M. et al.: "Cathepsin D deficiency induces lysosomal storage with ceroid lipofuscin in mouse CNS neurons"J Neurosci.. 20・18. 6898-6906 (2000)
[Publications] 井佐原京子: "別冊・医学のあゆみ神経細胞死制御"医歯薬出版株式会社. 5 (1998)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

細胞死誘発因子としてのカテプシンDの分子細胞生物学的解析

Principal Investigator

井佐原 京子 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (30303944)

Research Products

[Publications] Ohsawa Y. et al.: "Ultrastructural and immunohistochemical study of PC12 cells during apoptosis induced by serum deprivation with special refference to autophagy and lysosomal cathepsins"Arch.Histol.Cytol.. 61・5. 395-403 (1998)

[Publications] Shibata M. et al.: "Participation of cathepsins B and D in apoptosis of PC12 cells following serum deprivation"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 251・1. 199-203 (1998)

[Publications] Kanamori S. et al.: "Overexpression of cation-dependent mannose 6-phosphate receptor prevents cell death induced by serum deprivation in PC12 cells"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 251・1. 204-208 (1998)

[Publications] Isahara K. et al.: "Regulation of a novel pathway for cell death by lysosomal aspartic and custeine proteinases"Neuroscience. 91・1. 233-249 (1999)

[Publications] Koike M. et al.: "Cathepsin D deficiency induces lysosomal storage with ceroid lipofuscin in mouse CNS neurons"J Neurosci.. 20・18. 6898-6906 (2000)

[Publications] 井佐原京子: "別冊・医学のあゆみ 神経細胞死制御"医歯薬出版株式会社. 5 (1998)

井佐原京子大阪大学, 医学系研究科, 助手 (30303944)

[Publications] 井佐原京子: "別冊・医学のあゆみ神経細胞死制御"医歯薬出版株式会社. 5 (1998)