外因性神経細胞変性モデルとしてのメチル水銀による神経細胞特異的変性機構の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370766
• Research Institution: Kitasato University School of Pharmaceutical Sciences
• Principal Investigator: 国本 学 北里大学, 薬学部, 教授 (20142101)
• Keywords: メチル水銀 / 神経細胞死 / calpain / p35 / cdk5 / 細胞内カルシウム

Research Abstract

メチル水銀によって引き起こされる小脳神経細胞の変性について、その機構を分子レベルで解析し、水俣病発症機構のみならず、様々の外因によって引き起こされる選択的神経細胞変性の機構解明にも貢献することを目的として、特にアルツハイマー病における神経変性過程への関与が示唆されているcalpain、p35、cdk5カスケードに着目して以下の検討を行った。
メチル水銀による小脳神経細胞変性過程における軸索蛋白質の変化の解析 メチル水銀曝露により小脳初代培養神経細胞においてcalpainの基質であるα-fodrinが分解されていたことからメチル水銀によるcalpain活性化が確認された。しかしながら、メチル水銀処理によるp35からp25の断片化ついては、calpainの阻害剤を用いてもその断片化は若干抑制されるだけであった。さらに、cdk5により生じるリン酸化tauの量は,メチル水銀処理後もほとんど増加しなかった。
メチル水銀による小脳神経細胞内カルシウムレベル変動の解析 メチル水銀は、小脳神経細胞死を生じる30nMという低濃度でも、細胞死決定時期に相当する曝露24時間後で有意にFluo-3により検出される細胞内カルシウム濃度を増加させた。
メチル水銀による小脳神経細胞変性機構の総合的考察 メチル水銀は、細胞内でcalpainの活性化を引き起こし、p35からp25へ一部断片化を誘導するが、この断片化だけではメチル水銀による細胞死を全ては説明できず、活性化したcalpainによる軸索等の細胞骨格系蛋白質の分解など他の機構も関与している可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Sakaue, M.et al.: "Selective disapperance of an axonal protein, 440kDa ankyrinB, associated with neuronal degeneration induced by methylmercury"J.Neurosci.Res.. 73. 831-839 (2003)
• [Publications] Okazaki, M.et al.: "Assessment of potential neurotoxic actions of organoarsenic compounds using human neuroblastoma NB-1 cells and rat cerebellar neurons in primary culture"J.Health Sci.. 49. 410-415 (2003)
• [Publications] 国本 学(分担): "「メチル水銀(分担分)」分子予防環境医学(分子予防環境医学研究会 編)"本の泉社. 7/768 (2003)