2015 Fiscal Year Research-status Report
中枢グリア細胞における酸化ストレス防御のためのスパーオキシドディスムターゼの役割
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15K07768
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
中村 洋一 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (90180413)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森山 光章 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (20275283)
高野 桂 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (50453139)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | スーパーオキシドディスミューターゼ / 脳浮腫 / 低浸透圧刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中枢神経活動にはニューロン/グリア細胞の相互作用や，グリア細胞による構造的支持および機能的支援が不可欠である。中枢グリア細胞には各種の神経伝達物質，栄養因子，サイトカイン類の受容体を発現していることが知られているが，それら受容体がグリア細胞機能の何をどの様に調節しているのかについて，全貌は明らかとなっていない。本研究ではO2-を消去する唯一の酵素であるSODの発現や活性変化について，アストロサイトを中心として各種の刺激を網羅的に試みている。
本年度得られた興味深い結果のひとつは，低浸透圧刺激によりアストロサイトの細胞膜表面のEC-SOD活性が上昇したことである。脳浮腫は肝性脳症や外傷を始めとするいくつかの中枢疾患の病態要因となるが，アストロサイトはそのような状況下で中枢細胞の機能破綻を防御する機能を担うとされている。アストロサイトは自らの細胞浮腫を助長して，中枢間質の低浸透圧化を軽減することにより，ニューロンの浮腫による破綻を防御している可能性が指摘されており，我々の経験でも培養アストロサイトはニューロンやミクログリアに比して低浸透圧に対する抵抗性は非常に高い。
アストロサイトの培養液に水を5～40％vol加えた状態で24時間培養すると，水添加量依存的にEC-SOD活性が2倍程度に上昇した。このとき生細胞数はほとんど変化しなかったが，100 ng/ml LPS刺激によるNO産生量は減少した。低浸透圧の状況下でアストロサイトの細胞膜表面SOD活性が上昇することは，上記の脳浮腫に対するニューロン防御機構に加えて抗酸化作用の増強による保護があることが示唆される。
我々はこれまでLPS添加により，EC-SODが細胞膜表面から培養液中に遊離することにより，活性が一過性に減少することを報告しており，今回の活性上昇がどのような機構によるものであるのかはこれからの課題となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書に記載した検討事項①「生細胞のEC-SOD活性測定法の確立と発展」はほぼ達成したといってよい。検討事項②「EC-SODの調節因子の検索」の中のc.浸透圧刺激についての検討中に上述の現象を捉えた。マンニトールを加えることによる高浸透圧の条件下では変化は見られなかった。
現在のところEC-SOD活性の変化を捉えただけであり，抗体を用いた蛋白質発現の評価や，他の2種類のSODを含めたmRNA発現の変化についてはこれからの検討課題となる。今後こなすべき検討事項は多い。
また，検討事項②の中のa.神経伝達物質については，ATPやグルタミン酸などを試みたが，残念ながら大きな変化を見出すことはできなかった。検討事項②の中のb.免疫制御物質についてはまだ検討できていない。今後これらについても網羅的に検討を加える必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は当初の申請書に挙げた検討事項③「PrPcのCu2+代謝機能との関わり」についても検討を開始する。
プリオン蛋白(PrPc)の生理機能として，Cu2+の代謝，すなわち，細胞内への取り込みや細胞外での貯留に関与していることが予想されている。一方プリオン蛋白断片 (PrP106-126)が培養ミクログリアを刺激してNO産生などの活性化を引き起こすことが知られている。PrP106-126を細胞に作用させたときのSODの動態について検討する。
PrP106-126がミクログリアの活性化を引き起こす実験系の場合はPrP106-126の重合状態により結果が左右されることが知られている。まずはPrP106-126の前処置法の検討から始める。
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| Causes of Carryover |
消耗品の発注手配の遅れのため，24,600円の年度内に物品費の余剰が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の消耗品費として使用する。
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[Journal Article] Mechanism for increased hepatic glycerol synthesis in the citrin/mitochondrial glycerol-3-phosphate dehydrogenase double-knockout mouse: Urine glycerol and glycerol 3-phosphate as potential diagnostic markers of human citrin deficiency.2015
Author(s)
Moriyama M., Fujimoto Y., Rikimaru S., Ushikai M., Kuroda E., Kawabe K., Takano K., Asakawa A., Inui A., Eto K., Kadowaki T., Sinasac DS., Okano Y., Yazaki M., Ikeda S., Zhang C., Song YZ., Sakamoto O., Kure S., Mitsubuchi H., Endo F., Horiuchi M., Nakamura Y., Yamamura K., Saheki T.
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Journal Title
Biochim Biophys Acta
Volume: 1852 (9)
Pages: 1787-1795
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] A benzoylmethane derivative inhibits lipopolysaccharide-induced NO production.2016
Author(s)
Katsura Takano, Kumiko Sugita, Natsumi Ishida, Mitsuaki Moriyama, Satoshi Hibino, Tominari Choshi, Rika Murakami, Masashi Yamada, Hiroto Suzuki, Osamu Hori, Yoichi Nakamura
Organizer
第89回日本薬理学会年会
Place of Presentation
神奈川県 パシフィコ横浜
Year and Date
2016-03-09 – 2016-03-11
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