αシヌクレイン蛋白凝集と神経細胞死の関連

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15590874
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 武田 篤 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (70261534)
• Keywords: αシヌクレイン / シヌクレイノパチー / 細胞モデル / カテコラミン / パーキンソン病 / 多系統萎縮症

Research Abstract

MSAを含むsynucleinopathyの病態解明のためα-synuclein過剰発現細胞を作成して蛋白凝集物形成と細胞死の関連を検討した。ヒトαシヌクレインを神経芽細胞腫由来のSH-SY5Y細胞に導入した。確立したαシヌクレイン過剰発現細胞は、形態・増殖率ともに目立った変化を示さなかった。これらの細胞を酸化的ストレスに曝露すると細胞質内にαシヌクレイン陽性の凝集体が形成された。凝集体はユビキチン、ニトロチロシン、ジチロシン陽性、ユビキチン陽性であり、構成蛋白は酸化的修飾を受けていること、またその代謝にユビキチン・プロテオソーム系が関与していることが示唆された。またチオフラビンS染色が陽性であることからβシート構造を主体とすることが示唆された。さらにHSP-27やαB-crystallinなどの低分子モレキュラーシャペロンはこの細胞内凝集体に共在していた。これらの組織化学的特徴はsynucleinopathy脳内の病的封入体と多くの共通点を持っており、その生成機序に共通の基盤を持つものと推定された。こうした凝集体形成は、キレート剤による鉄の除去により抑制されたが、このとき細胞死は増加した。逆に鉄の追加曝露により、凝集体形成は促進されたが、細胞死は抑制された。二重染色の結果、凝集体陽性細胞と活性型caspase3陽性細胞はほとんど一致しなかった。これらの実験結果は、病態下の蛋白凝集物形成が細胞防御的であることを強く示唆する。本細胞モデルはsynucleinopathyの病態を検討する上で有用であると考えられた。

Research Products

• [Publications] Tateyama M., Takeda A., Onodera Y., Matsuzaki M., Hasegawa T., Nunomura A., Hirai k., Perry G., Smith MA., Itoyama Y: "Oxidative stress and predominant Abeta42(43) deposition in myopathies with rimmed vacuoles"Acta Neuropathologica. 105. 581-585 (2003)
• [Publications] Hasegawa T., Matsuzaki M., Takeda A., Kikuchi A., Furukawa K., Shibahara S., Itoyama Y: "Increased dopamine and its metabolites in SH-SY5Y neuroblastoma cells that express tyrosinase"J.Neurochem. 87. 470-475 (2003)
• [Publications] Masaki T., Matsushita S., Arai H., Takeda A., Itoyama Y., Mochizuki H., Kamakura K., Ohara S., Higuchi S: "Association between a polymorphism of BDNF gene and sporadic Parkinson's disease"Ann.Neurol. 54. 276-277 (2003)
• [Publications] Kikuchi A., Takeda A., Fujihara K., Kimpara T., Shiga Y., Tanji H., Nagai M., Ichinose H., Urano F., Okamura N., Arai H., Itoyama Y: "The Arg (184) His mutant GTP cyclohydrase I, causing recessive hyperphenylalanemia, is responsible for dopa-responsive dystonia : a case"Movement Disorders. (in press). (2004)
• [Publications] Matsuzaki M.Hasegawa T., Takeda A., Kikuchi A., Furukawa K., Kato Y., Itoyama Y: "Histochemical features of stress-induced aggregates in a-synuclein overexpressing cells"Brain Research. (in press). (2004)
• [Publications] Hasegawa T., Matsuzaki M., Takeda A., Kikuchi A., Akita H., Smith MA., Itoyama Y: "Accelerated formation of a-synuclein aggregates in differentiated SH-SY5Y neuroblastoma cells"Brain Research. (in press). (2004)
• [Publications] 武田 篤, 他(分担): "「パーキンソン病の臨床:認知と精神障害」山本光利編"中外医学社. 311 (2003)