切片培養系を用いた中脳ドパミンニューロンの標的組織による保護機序の解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12672110
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 香月 博志 京都大学, 薬学研究科, 助教授 (40240733)
• Keywords: 一酸化窒素 / グルタミン酸 / 神経細胞死 / 活性酸素種 / ドパミンニューロン / パーキンソン病

Research Abstract

中脳黒質ドパミンニューロンの保護および機能維持に寄与する因子を同定することを目的として、本年度は以下の検討を行った。1.前年度の検討によって中脳-線条体共培養におけるドパミンニューロンのNMDA毒性に対する抵抗性増大に一酸化窒素(NO)生成系の変化が関与することが示唆されたので、本培養系におけるNO合成酵素含有細胞の分布を調べた。中脳単独培養、中脳-線条体共培養いずれにおいてもドパミンニューロンの密集部位内部および周辺にNO合成酵素含有細胞が存在しており、両培養条件下での当該細胞の分布に明瞭な差異は認められなかった。2.培養中脳組織切片中のsuperoxide dismutase(SOD)活性を測定した。線条体と共培養した中脳組織は単独で培養したものよりも高いSOD活性を示し、NMDA処置後にその差はより顕著なものとなった。また線条体と共培養した中脳組織においてCu, Zn-SODタンパクレベルが増大していることを見出した。SODレベルの増加はNOによって惹起されるドパミンニューロン死の抑制に寄与する可能性が考えられる。3.中脳切片をL型Ca^<2+>チャネル阻害薬あるいは電位依存性Na^+チャネル阻害薬の持続的存在下で培養すると、ドパミンニューロン数が顕著に減少することを見出した。この減少はcyclic AMPレベルを増大させる処置によって抑制されたことから、自発的神経活動とそれに伴う細胞内へのCa^<2+>流入がcyclic AMP産生を介する機序によってドパミンニューロンの維持に寄与していることが示唆された。以上、中脳ドパミンニューロンの内因性保護機構としてSODの発現レベルの変動および定常レベルの興奮性神経活動が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Katsuki, H. et al.: "Superoxide dismutase activity in organotypic midbrain-striatum co-cultures is associated with resistance of dopaminergic neurons to excitotoxicity"J. Neurochem. 76・5. 1336-1345 (2001)
• [Publications] Katsuki, H. et al.: "Requirement of neural activity for the maintenance of dopaminergic neurons in rat midbrain slice cultures"Neurosci. Lett.. 300・3. 166-170 (2001)
• [Publications] Ibi M.et al.: "Protective effects of 1α, 25-(OH)_2D_3 against neurotoxicity of glutamate and reactive oxygen species in mesencephalic culture"Neuropharmacology. 40・6. 761-771 (2001)
• [Publications] Shimazu S. et al.: "(-)-1-(Benzofuran-2-yl)-2-propylaminopentane [(-)-BPAP] enhances locomotor activities in rats due to its ability to induce dopamine release"Eur. J. Pharmacol. 421. 181-189 (2001)
• [Publications] 香月博志 他: "ドパミン受容体とParkinson病"別冊・医学のあゆみ 7回膜貫通型受容体研究の新展開 医歯薬出版. 133-137 (2001)