虚血性神経細胞死の分子機構解明と治療への応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12308040
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• Principal Investigator: 芝崎 太 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (90300954)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内野 博之 東京医科大学, 麻酔科, 助手 (60266476) ; 大森 信彦 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (80311421) ; 星川 裕 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (80280626) ; 上田 正次 雪印乳業, YS研究所, 研究所長
• Keywords: 虚血 / 細胞死 / カルシニューリン / ミトコンドリア / リン酸化 / サイクロスポリンA / アデノウイルス / 遺伝子導入

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。これまでに、雄性Wister rat前脳虚血モデルを用い、カルシニューリン活性、MRI(Magnetic Resonance Imaging)、Badの脱リン酸化、チトクロームcの細胞質への流出さらに電顕によってミトコンドリアの形態変化を調べた結果、虚血性神経細胞死におけるCsAのほぼ完全な抑制効果は、カルシニューリンおよびimmunophilinを含む情報伝達系の抑制によることが証明された。また、CsA投与群(CsA(+))では、虚血後早期から著明なCREBのリン酸化、BDNF/TrkBのタンパク発現の増加遷延が認められ、CREBを介したBDNF/TrkB伝達系の増強が、CsAによる虚血性神経細胞死に対する保護効果に関与していることが明らかとなった。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。実際、これらの機序をもとに新たな抗虚血薬の候補が見つかり、現在その薬剤を用いた、ラット虚血モデルでの効果を検討中である。また、虚血性病変への遺伝子治療の可能性を探る目的で、アデノウイルスファイバーのHIループにRGD(Arg-Gln-Asp)配列を導入したミュータントウイルスベクターを作製した。これにより飛躍的な感染効率の改善が認められ、アデノウイルスによる高効率な遺伝子導入が可能であることが明らかとなった。さらに虚血性神経細胞死に密接に関わるミトコンドリア膜でのMPT(mitochondrial permeability transition)pore形成にはCsAのターゲットであるcyclophilin D(CyPD)が存在するが、今回、このCyPDに対する結合蛋白としてporinおよびANT(ADP nucleotide translocase)が同定された。今後さらに詳しい解析を行う予定である。

Research Products

• [Publications] Yoshizawa T: "Cell cycle arrest enhances the in vitro cellular toxicity of the truncated Machado-Joseph disease gene product with an expanded polyglutamine stretch."Hum Mol Genetics. 9. 69-78 (2000)
• [Publications] Matsuda,S.: "Two distinct action mechanisms of immunophilin-ligand complexes for the blockade of T-cell activation."EMBO letter. 1. 428-434 (2000)
• [Publications] Simizu,S.: "Bcl-2 inhibits calcineurin-mediated Fas ligand expression in antitumor drug-treated Baby Hamster Kidney cells."Jpn.J Cancer Res. 91. 706-714 (2000)
• [Publications] Zhu,W.: "Ca2+/calmodulin-dependent kinase II and calcineurin play critical roles in endothelin-1-induced cardiomyocyte hypertrophy."J.Biol.Chem.. 275. 15239-15245 (2000)
• [Publications] Saito,S.: "b-adrenergic pathway induces apoptosis through calcineurin activation in cardiac myocytes."J.Biol.Chem.. 275. 34528-34533 (2000)
• [Publications] Omori,N.: "Nuclear factor of activated T-cells/calcineurin pathway in microglia.Neurochem.Res."Neurochem.Res.. 25. 983-1066 (2000)
• [Publications] Siesjo,B.K.: "Mitochondrial dysfunction and maturation of brain damage after transient ischemia."Maturation Phenomenon in cerebral ischemia IV.Springer Velague U Ito (e.d.s). (in press).
• [Publications] Miyata,K.: "Brain derived neurotrophic factor/TrkB mediates the neuroprotective effect of cyclosporin A in forebrain ishecmia."Neuroscience. (in press).
• [Publications] Machida,K.: "inhibition of cytochrome c release in Fas-mediated signaling Pathway by Hepatitis C viral protein in transgenic mice liver."J.Biol.Chem.. (in press).
• [Publications] Siesjo,B.K.: "Triggering events in ischemic brain damage."Pittsburg meeting for brain ischemia 2000. (in press).
• [Publications] Keep,M.: "Immunosuppressant as a neuroprotectant mechanisms of ischemic brain damage."Springer Velague Amsterdam 2000. (in press).
• [Publications] Yoshimoto,T.: "CsA preserve phosphorylation of ser 437 and the 308 AKT in focal ischemia."Neurology of Disease 2000. (in press).
• [Publications] Uchino,H: "Differential Alteration of Immediate early Gene, c-fos, fos B, c-jun, jun B, jun D in the rat brain following transient forebrain ischemia."Brain Res.. (in press).
• [Publications] 芝崎太: "カルシニューリンの生理的機能ム新しい展開に向けて-"生化学学会雑誌. 72. 527-538 (2000)
• [Publications] 芝崎太: "カルシニューリンの新しい役割"医学の歩み. 193. 298 (2000)
• [Publications] 内野博之: "虚血性脳神経細胞死におけるカルシニューリンの分子機序ム虚血性神経細胞障害に対する新規治療法確立を目指して-"医学のあゆみ. 193. 955-960 (2000)
• [Publications] 下重美紀: "カルシニューリン/イムノフィィン情報伝達系を介する細胞死制御"医学の歩み. 193. 931-936 (2000)
• [Publications] 内野博之: "虚血性脳神経細胞死制御に関わるメカニズムの解明"実験医学. 118. 842-851 (2000)
• [Publications] 近藤英作: "臨床免疫(in press)"Bcl-2のアポトーシス阻止機構. (2000)