2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17390085
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology |
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Principal Investigator |
白澤 卓二 (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 研究部長 (80226323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 孝彦 (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 研究員 (40301791)
高橋 眞由美 (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 助手 (50133632)
小河原 緑 (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 助手 (60100111)
森泉 栄子 (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 助手 (20322711)
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| Keywords | MnSOD / 活性酸素 / 老化 / ミトコンドリア / Cre-loxP / 呼吸鎖複合体 / アポトーシス / ATP合成 |
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| Research Abstract |
個体老化は、活性酸素によるタンパク質やDNA、脂質などの生体成分に酸化ストレスが蓄積することが主な原因だと考えられている。MnSODはミトコンドリア内に局在し、ATP生産時に電子伝達系から漏れ出た活性酸素種O_2^-をH_2O_2とO_2に変換する酵素である。本研究では、生体組織におけるO_2^-の影響を長期的に解析するため、Cre-loxP systemを用いて組織特異的にMnSODを欠損するマウスを使用した。Muscle creatin kinaseプロモーター制御下でCreリコンビナーゼを心筋・骨格筋特異的に発現させることにより心筋・骨格筋特異的にMnSODを欠損するマウスを作製し、解析を行った。心筋・骨格筋特異的MnSOD欠損マウスは生後約半年で死亡し、6〜8週で心肥大が見られた。心エコーでは、拡張期、収縮期の左室内径が対照マウスと比べて有意に拡張していた。組織学的所見では、心筋細胞の不整配列、細胞の膨化、変性像が見られた。TUNEL染色と活性型カスパーゼ3発現のウェスタンブロッティング解析の結果、アポトーシスによる細胞死はほとんど検出できなかった。電子顕微鏡による核形態の観察においても、アポトーシスにみられるクロマチン凝集は認められなかった。心筋細胞からミトコンドリアを単離して呼吸鎖複合体活性とATP合成量の測定を行ったところ、対照マウスと比べて心筋・骨格筋特異的MnSOD欠損マウスでは複合体I→複合体IIと複合体I→複合体IIIの活性低下、ATP合成量低下が見られた。呼吸鎖複合体タンパク質レベルを調べたところ、心筋特異的MnSOD欠損マウスではタンパク量の有意な減少が見られた。これらの結果から、心筋・骨格筋特異的MnSOD欠損マウスは、ミトコンドリアの呼吸鎖複合体の減少に伴う活性低下によるATP合成量減少により、心筋細胞に変性が生じ、心筋収縮力の低下による運動能力および活動性が低下し、死亡すると結論された。
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