2016 Fiscal Year Research-status Report
必須微量金属、ポリフェノール併用による老化に伴う脳機能低下の制御法・予防法の開発
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16K15366
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
斎藤 健 北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (40153811)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細川 敏幸 北海道大学, 高等教育推進機構, 教授 (00157025)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 必須微量元素 / ポリフェノール / アポトーシス / 活性酸素代謝 / クルクミン / 銅 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超高齢社会となった我が国にとって、認知症の進行を制御し、予防法を開発することは、高齢者が安心して暮らせる豊かな社会を実現するために極めて緊急性の高い研究課題である。必須微量元素は、中枢神経系において中枢神経伝達強度の調節や脳機能の根幹をなす学習・記憶などの機能発現・制御に重要な役割を演じている。一方、ポリフェノールは、生体内で抗酸化作用等の生理活性を有し、アルツハイマー病等の神経変性疾患や老化に伴う脳機能低下に対して防御的な役割を果たすことが知られている。本研究では、必須微量金属とポリフェノールとの相互作用による中枢神経への影響とその機構を明らかにし、これを応用して、老化および神経変性疾患に伴う脳機能低下の制御法、予防法の開発を図ることを目的とした。
まず第一に、神経細胞に対する金属およびポリフェノールの相互作用、特にアポトーシス誘導に対する作用を検討するために、神経細胞の分化のモデル細胞として知られる PC12 細胞を用いて、50μgの銅単独（Cu群）、クルクミン単独（クルクミン群）および銅とクルクミンを1:1に混合したCu+クルクミン群をそれぞれPC12細胞に添加し、その影響を２４時間後に検討した。
Cu+クルクミン群においてアポトーシスの指標となるDNA切断が対照群に比較して有意に増加することが観察された。クルクミン群にもDNA切断が観察されたが、Cu+クルクミン群に比較して弱く、またCu群には観察されなかった。Cu+クルクミン群のアポトーシス誘導機構を明らかにするために、アポトーシス関連タンパクの変動を検討した。その結果、Cu+クルクミン群のアポトーシス誘導機構は、ミトコンドリアからのチトクロームCの放出によるクルクミン群とは異なり、CuおよびCuシャペロンCCSを介したXIAPの分解に起因していることが明らかになった。
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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
必須微量元素として銅を、ポリフェノールとして金属結合能が報告されているクルクミンを選択して、その相互作用を観察した。その結果、銅＋クルクミン群では、神経細胞のモデル細胞であるPC12細胞に、それぞれ単独とは異なる機構でアポトーシスを誘導することが明らかになった。この機構にどうシャペロンのCCSや銅結合タンパクXIAPが関わっていることも明らかになった。現在、レスベラトロールについても同様な実験を行っている。
この様に本研究は当初目的に沿ってほぼ順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
銅＋クルクミン群では、神経細胞のモデル細胞であるPC12細胞に、それぞれ単独とは異なる機構でアポトーシスを誘導することが明らかになった。このことは、銅とクルクミンの相互作用が、単なる相加的な作用でないことを示唆しており、必須微量元素とポリフェノールの相互作用研究成果として非常に興味深い。
今後、レスベラトロール等の他のポリフェノールと微量元素間でも同様なことが起こるのか、他の機能についてはどの様な相互作用が見られるのか、またその機構について詳細に検討していく予定である。
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