神経細胞死におけるグリアの功罪の解明(脳梗塞およびパーキンソン病モデルを用いて)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13670627
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 加藤 宏之 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (60224531)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 糸山 泰人 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (30136428) ; 高橋 明 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40301048) ; 荒木 勉 東北大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (80323038)
• Keywords: 脳虚血 / 脳梗塞 / 神経細胞死 / パーキンソン病 / MPTP / ドパミン / ミクログリア / アストログリア

Research Abstract

本研究は神経細胞死におけるグリア細胞の役割を解明するために行われた。(1)ラット2血管閉塞モデルを用いて10分間の前脳虚血を作成し、1日、2日、7目後に脳を潅流固定した。海馬レベルの切片を作成し細胞周期関連蛋白およびグリア・マーカーの免疫二重染色を行った。分裂細胞のマーカーであるPCNAは2日後に83%のミクログリアに発現し、7日後には神経細胞死の見られるCA1でミクログリア数は7.6倍に増殖した。細胞周期蛋白cyclin D1およびcdk4も同様の経過でミクログリアに発現した。アストログリアではPCNAは7日後に6%のみに発現し、増殖も1.8倍であった。神経細胞での細胞周期蛋白の発現は観察されなかった。以上より、細胞周期関連蛋白の発現は神経細胞死に先行しておこりミクログリアの活性化に重要な役割を果たしているが、神経細胞死への直接の関連性は証明されなかった。(2)マウスにMPTP20mg/kgを2時間間隔で4回投与すると、1日後の線条体のドパミン含量は正常の16%に低下し、14日後にも22%と低下は持続した。アストログリア機能調整薬ONO-2506をMPTP投与直後、6時間、24時間、48時間、72時間後に投与すると、7日後のドパミン量の正常化が見られた。また、行動学的評価においても神経症状の改善が確認された。線条体のアストロサイトはMPTP投与7日後に強く活性化されたが、ONO-2506投与群ではアストロサイトの活性化が早期より見られた。以上より、アストロサイトの活性化を調整して、神経細胞支持作用を賦活することにより神経細胞保護効果が得られると考えられた。

Research Products

• [Publications] Muramatsu Y, Kato H, et al.: "Therapeutic effect of neuronal nitric oxide synthase inhibitor (7-nitroindazole) against MPTP neurotoxicity in mice"Metab Brain Dis. 17. 169-182 (2002)
• [Publications] Kurosaki R., Kato H, et al.: "Role of nitric oxide synthase against MPTP neurotoxicity in mice"Neurol Res. 24. 655-662 (2002)
• [Publications] Lee T-H, Kato H, et al.: "Expression disparity of brain-derived neurotrophic factor immunoreactivity and mRNA in ischemic hippocampal neurons"NeuroReport. 13. 2271-2275 (2002)
• [Publications] Kato H, et al.: "Protection of dopaminergic neurons with a novel astrocyte modulating agent (R)-(-)-2-propyloctanoic acid (ONO-2506) in an MPTP-mouse model of Parkinson's disease"J Neurol Sci. (in press). (2002)
• [Publications] Kato H, et al.: "Cell cycle protein expression in proliferating microglia and astrocytes following transient global cerebral ischemia in the rat"Brain Res Bull. (in press). (2002)
• [Publications] 加藤宏之, 荒木勉, 他: "パーキンソン病モデルマウスにおけるNOS阻害薬とMAO阻害薬の脳保護作用"Prog Med. 22. 206-211 (2002)
• [Publications] 黒崎瑠美子, 加藤宏之, 他: "実験的パーキンソン病モデルマウスにおける基礎的検討"Prog Med. 22. 2894-2900 (2002)
• [Publications] 加藤宏之: "脳機能の開明.生命科学の主潮流 "イムノフィリンFK506 binding protein-12の脳内分布と脳虚血後の変化""ガイヤ出版会. 267-273 (2002)
• [Publications] Kato H, Takahashi A, Itoyama Y: "Maturation Phenomenon in Cerebral lschemia V "Microglial proliferation and cell cycle protein upregulation in the rat hippocampus following forebrain ischemia""Springer-Verlag (in press). (2002)