Studies of rotenone-induced dopaminergic neurodegeneration focusing on brain region-specific astrocyte dysfunction.

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K09673
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 宮崎 育子 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (40335633)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浅沼 幹人 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00273970)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: パーキンソン病 / ロテノン / ドパミン神経 / 腸管筋間神経叢 / メタロチオネイン

Outline of Annual Research Achievements

環境毒ロテノン慢性皮下投与パーキンソン病モデルマウスを用いて，中枢および末梢の神経障害ならびにアストロサイト（様グリア細胞）における抗酸化分子の発現変化とその賦活による影響について検討した．雄性C57BL/6Jマウス(8週齢)に低用量ロテノン(2.5 mg/kg/day)を4週間慢性持続皮下投与したところ，黒質ドパミン(DA)神経細胞および腸管筋間神経叢の有意な脱落がみられた．また，ロテノン慢性皮下投与マウスにコーヒー成分であるカフェイン酸(CA: 30 mg/kg/day)あるいはクロロゲン酸 (CGA: 50 mg/kg/day)をロテノン投与開始の1週間前からロテノン投与期間中の計5週間，連日経口投与を行った．その結果，CAあるいはCGA投与により，ロテノンによる黒質DA神経および腸管筋間神経叢の変性脱落が有意に阻止された．さらに線条体および腸管のアストロサイト（様グリア細胞）における抗酸化分子メタロチネイン(MT)の発現変化を検討したところ，CA，CGA投与により線条体アストロサイトにおけるMT発現が有意に増加した．ロテノン投与マウスの腸管切片ではCA, CGA投与によるMT発現変化を捉えることができなかったが，15日齢SDラット胎仔の腸管からの初代培養細胞を用いて検討したところ，低用量ロテノン(1-5 nM)曝露により腸管グリア細胞におけるMT発現が低下すること，CAあるいはCGA処置により，このロテノンによるMT発現低下が減弱されることがわかった．
以上の結果より，低用量ロテノン曝露であってもDA神経障害および腸管神経障害が惹起され，これらの部位におけるグリア細胞での抗酸化分子発現誘導により神経障害を阻止しうることが明らかとなった．

Research Products

• [Journal Article] Region-Specific Neuroprotective Features of Astrocytes against Oxidative Stress Induced by 6-Hydroxydopamine (2019)
  • Author(s): Asanuma Masato、Okumura-Torigoe Nao、Miyazaki Ikuko、Murakami Shinki、Kitamura Yoshihisa、Sendo Toshiaki
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 20 Pages: 598～598
  • DOI: doi:10.3390/ijms20030598
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of Enteric Environmental Modification by Coffee Components on Neurodegeneration in Rotenone-Treated Mice (2019)
  • Author(s): Miyazaki Ikuko、Isooka Nami、Wada Kouichi、Kikuoka Ryo、Kitamura Yoshihisa、Asanuma Masato
  • Journal Title: Cells Volume: 8 Pages: 221～221
  • DOI: doi:10.3390/cells8030221
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Involvement of 5-HT2A receptor hyperfunction in the anxiety-like behavior induced by doxorubicin and cyclophosphamide combination treatment in rats (2018)
  • Author(s): Nakamura Yuka、Kitamura Yoshihisa、Sumiyoshi Yusuke、Naito Nanami、Kan Shiho、Ushio Soichiro、Miyazaki Ikuko、Asanuma Masato、Sendo Toshiaki
  • Journal Title: Journal of Pharmacological Sciences Volume: 138 Pages: 192～197
  • DOI: doi: 10.1016/j.jphs.2018.10.001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Involvement of enhanced 5-HT2A receptor function on doxorubicin and cyclophosphamide-induced anxiety-like behavior in rats. (2018)
  • Author(s): Naito, N., Kitamura, Y., Nakamura, Y., Sumiyoshi, Y., Kan, S., Miyazaki, I., Asanuma, M. and Sendo, T.
  • Organizer: 31st The International College of Neuropsychopharmacology (CINP World Congress)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Influence of benzodiazepine medications and GABAA receptor function on the pentobarbital-induced sleep behavior of lipopolysaccharide-treated mice. (2018)
  • Author(s): Kitamura, Y., Okada, A., Hongo, S., Otsuki, K., Miki, A., Miyazaki, I., Asanuma, M. and Sendo, T.
  • Organizer: 31st The International College of Neuropsychopharmacology (CINP World Congress)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Rotigotine protects dopaminergic neurons by targeting serotonin 1A receptors on astrocytes. (2018)
  • Author(s): Asanuma, M., Miyazaki, I., Isooka, N., Kikuoka, R., Wada, K., Nakayama, E., Shin, K., Yamamoto, D., and Kitamura, Y.
  • Organizer: 22nd International Congress of Parkinson’s Disease and Movement Disorders
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Neuroprotective effects of coffee ingredients against rotenone induced neurodegeneration in parkinsonian model. (2018)
  • Author(s): Miyazaki, I., Isooka, N., Kikuoka, R., Wada, K., Kitamura, Y. and Asanuma, M.
  • Organizer: 22nd International Congress of Parkinson’s Disease and Movement Disorders
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アストロサイトにおけるメタロチオネイン発現を標的とした神経保護. (2018)
  • Author(s): 宮崎育子, 浅沼幹人
  • Organizer: 日本毒性学会生体金属部会主催メタルバイオサイエンス研究会2018
  • Invited
• [Presentation] Possible involvement of metallothionein in rotenone-induced dopaminergic neurotoxicity. (2018)
  • Author(s): Miyazaki, I., Kikuoka, R., Isooka, N., Murakami, S., Kitamura, Y., Asanuma, M.
  • Organizer: 第59回日本神経学会学術大会
• [Presentation] ロチゴチンによるアストロサイトのセロトニン1Aレセプターを標的としたドパミン神経保護. (2018)
  • Author(s): 宮崎育子, 磯岡奈未, 菊岡 亮, 和田晃一, 中山恵利香, 進 浩太郎, 山本大地, 北村佳久, 浅沼幹人
  • Organizer: 第12回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス (MDSJ)
• [Presentation] メタンフェタミン神経毒性に対するHMGB1抗体の保護効果. (2018)
  • Author(s): 黒田啓太, 磯岡奈未, 菊岡 亮, 村上真樹, 大熊 佑, 宮崎育子, 劉 克約, 西堀正洋, 浅沼幹人
  • Organizer: 第29回創薬・薬理フォーラム
• [Presentation] 母体へのエポキシ樹脂BADGE暴露が新生仔マウス脳にもたらす影響. (2018)
  • Author(s): 宮崎育子, 菊岡 亮, 磯岡奈未, 中山恵利香, 進 浩太郎, 山本大地, Quin E. Kyle, 船越英丸, 禅正和真, 浅沼幹人
  • Organizer: 第45回日本毒性学会学術年会
• [Presentation] 妊娠・授乳期エポキシ樹脂暴露産仔マウス脳への影響に関する組織学的・行動学的検討. (2018)
  • Author(s): 浅沼幹人, 宮崎育子, 禅正和真, 菊岡 亮, 磯岡奈未, 新居 麗, 園部奏生, 船越英丸, 中山恵利香, 進 浩太郎, 山本大地, Kyle Quin
  • Organizer: 日本解剖学会第73回中国・四国支部学術集会
• [Presentation] パーキンソン病モデルマウスにおけるメタロチオネインを介したカフェイン酸，クロロゲン酸の神経保護効果. (2018)
  • Author(s): 磯岡奈未, 和田晃一, 古川智英子, 宮崎育子, 浅沼幹人
  • Organizer: 日本毒性学会生体金属部会主催メタルバイオサイエンス研究会2018
• [Presentation] 抗うつ薬ミルタザピンによるアストロサイトの5-HT1A受容体を介したメタロチオネイン発現誘導とドパミン神経保護. (2018)
  • Author(s): 菊岡 亮, 宮崎育子, 久保田菜月, 前田恵実, 香川大樹, 守山雅晃, 粂 明日香, 北村佳久, 浅沼幹人
  • Organizer: 日本毒性学会生体金属部会主催メタルバイオサイエンス研究会2018
• [Presentation] ロテノン誘発神経毒性に対するカフェイン酸，クロロゲン酸の神経保護効果. (2018)
  • Author(s): 磯岡奈未, 和田晃一, 古川智英子, 宮崎育子, 浅沼幹人
  • Organizer: 第134回日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] 抗鬱薬ミルタザピンの神経ーグリア連関を介したドパミン神経保護効果. (2018)
  • Author(s): 菊岡 亮, 宮崎育子, 久保田菜月, 前田恵実, 香川大樹, 守山雅晃, 粂 明日香, 村上真樹, 北村佳久, 浅沼幹人
  • Organizer: 第134回日本薬理学会近畿部会
• [Remarks] 岡山大学大学院医歯薬学総合研究科脳神経機構学
  • URL: http://www.okayama-u.ac.jp/user/mnb