2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12146203
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
山本 健二 九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (40091326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡元 邦彰 長崎大学, 歯学部, 助教授 (10311846)
筑波 知子 九州大学, 大学院・歯学研究院, 助手 (70336080)
筑波 隆幸 九州大学, 大学院・歯学研究院, 助教授 (30264055)
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| Keywords | オートオファジー / エンドソーム・リソソーム / 蛋白質分解酵素 / カテプシンD / カテプシンE / アスパラギン酸プロテアーゼ / ノックアウトマウス / 神経変性疾患 |
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| Research Abstract |
本研究は、ニューロン機能における神経細胞やミクログリア細胞のエンドソーム・リソソーム蛋白質分解システムの生理的・病理的意義の解明を目指している。今年度は、上記課題について、エンドソーム・リソソーム系でもっとも量的に多いアスパラギン酸プロテアーゼのカテプシンDについて遺伝子欠損マウスを用いて解析を行った。カテプシンDノックアウトマウスは生後20日頃から痙攣発作をくり返すようになり、失明する。形態学的観察では、神経細胞内にオートファゴソームやオスミン酸親性の顆粒様沈殿物が増加し、セロイドリポフスチンの存在を示す自家蛍光が見られる。これらは、ヒトにおける遅幼児型神経性セロイドリポフスチン蓄積症と類似した所見であり、カテプシンD欠損がある種の蛋白質の脳内蓄積を誘導し、このような表現型が現れたものと考えられた。しかし、ヒト遅幼児型神経性セロイドリポフスチン蓄積症で見られるATP合成酵素のサブユニットCのリソソーム内蓄積は起こらず、この代謝酵素のトリペプチジルペプチダーゼの活性低下も観察されなかった。また、カテプシンDノックアウトマウスのミクログリアの多くは、神経細胞を取り囲み、貧食機能が著明に増大していることがわかった。これらのミクログリアでは誘導型NO合成酵素の著しい発現増大が観察された。NO合成阻害剤を投与すると、生後15日以降に見られる著しい体重減少は抑制され、視床ではアポトーシスの誘導が有意に抑制された。しかし、海馬ではこのような抑制は認められなかつた。また、これらの阻害剤ではセロイドリポフスチンの蓄積やミクログリアの傷害神経細胞の貧食活性にも変化を生じなかった。
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[Publications] Nishioku T., et al.: "Involvement of cathepsin E in exogenous antigen processing in primary cultured murine microglia"Journal of Biological Chemistry. 277. 4816-4822 (2002)
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[Publications] BabaA., et al.: "Roles for Arg-and lys-gingipains in disruption of cytokine responses and loss of viability of human endothelial cells by Porphyromonas gingivalis"Biol. Chem.. (in press). (2002)
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[Publications] Shoji M., et al.: "Construction and characterization of a nonpigmented mutant of Porphyromonas gingivalis : cell surface polysaccharide as a moorage for gingipains"Microbiology. 148(in press). (2002)
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[Publications] Nakanishi H, . et al.: "Involvement of nitric oxide released from microglia-macrophages in pathological changes of cathepsin D-deficient mice"Journal of Neuroscience. 21. 7526-7533 (2001)
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[Publications] BabaA., et al.: "Arg-gingipain is responsible for the degradation of cell adhesion molecules of human gingival fibroblasts and their death induced Porphyromonas gingivalis"Biol. Chem.. 382. 817-824 (2001)
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[Publications] Sakai B., et al.: "Characterization of phagosomal subpopulations along endocytic routes in osteoclasts and macrophages"Journal of Biochemistry. 130. 823-831 (2001)
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[Publications] Kitano S., et al.: "Suppression of gingival inflammation induced by Porphyromonas gingivalis in rats by leupeptin"Japanese Journal of Pharmacology. 85. 84-94 (2001)
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[Publications] 山本健二: "歯周病の発症進展に関わる2つの病原性プロテアーゼ:歯周病原菌の生存戦略に協同して作用するジンジパイン"化学と生物. 40. 72-74 (2002)
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[Publications] 山本健二 他: "歯周病原性細菌の蛋白質分解酵素を介する生存戦略"蛋白質核酸酵素. 46. 1781-1788 (2001)
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[Publications] 馬場貴代, 山本健二: "歯周病研究の最前線:歯周病細菌と病原性因子はどこまで明らかにされたか"組織培養工学. 27. 17-21 (2001)
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[Publications] 山本健二: "アスパラギン酸プロテアーゼ:生理機能と病態に関する新知見"医学のあゆみ. 198. 23-28 (2001)
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[Publications] 筑波隆幸, 山本健二: "神経変性疾患とアスパラギン酸プロテアーゼ機能の新局面"蛋白質核酸酵素. 46. 132-142 (2001)
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[Publications] 山本健二: "タンパク分解の不思議"クバブロ. 187 (2001)
