イヌの脳の老化:バイオメタル(鉄)蓄積機序に関する分子病理学的研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12833006
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 島田 章則 鳥取大学, 農学部, 教授 (20216055)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 雅彦 独立行政法人・国立環境研究所, 環境健康研究領域健康指標研究室, 主任研究員 (20256390) ; 山野 好章 鳥取大学, 農学部, 教授 (00182593)
• Keywords: イヌ / 脳 / 加齢 / 鉄 / メタロチオネイン / 8-OHdG

Research Abstract

イヌの脳内加齢性諸変化、特にフリーラジカルの関与が指摘されているニューロンの変性性変化およぴ鉄蓄積との関連性、脳における鉄濃度の恒常性破綻機序を明らかにする目的で、鉄の輸送・取込みに関与することが知られている諸蛋白質(トランスフェリン、メタロチオネイン)の局在を分子病理学的に観察した。また、フリーラジカル傷害の指標としての8-OHdG,4HNEの脳内での加齢に伴う変動にも注目した。抗酸化作用を有するメタロチオネインの脳内の発現の推移については、形態学的観察に加え、凍結脳組織を甲いての生化学的分析も実砲した。その結果、以下の所見が確認された。
1.脳におけるフリーラジカル傷害の加齢に伴う変化
大脳皮質ならびに白質に加齢に伴い、8-OHdG,4HNE陽性所見が増加することが認められた。これらの変化は、視床においても確認され、その部位では鉄蓄積が顕著であった。
2.抗酸化作用を有するメタロチオネイン蛋白の加齢に伴う変化
MT-1陽性所見の加齢に伴う増強(主にアストロサイト)が見られた。一方、MT-III陽性所見は、若齢個体でも強い陽性所見を示し、主に神経細胞での発現が著明であった。水銀置換法による生化学的分析により、総メタロチオネイン量は加齢に伴い減少する傾向にあることが示された。
3.鉄結合蛋白トランスフェリンの確認:免疫組織化学的所見
血管内皮細胞細胞質に陽性所見が見られたが、本所見の若齢個体およぴ老齢個体間での差(強さ、分布)は特に見られなかった。
以上の結果から、老齢犬の大脳白質において進行している変性性変化(軸索の膨化、脱落)発生の背景に鉄を介したフリーラジカルが関与する可能性のあること、ラジカル傷害への防御機構としてメタロチオネイン蛋白(MT-I, MT-III)が関与していること、加齢に伴いメタロチオネイン蛋白発現が低下することが示唆された。

Research Products

• [Publications] Shimada A., Kohno E., Maeda M., Morita T.: "Spatial and temporal changes of iron, ferritin and transferrin in the brain of aged dog"Toxicol. Sci. Supplement. 60. 360 (2001)