2019 Fiscal Year Research-status Report
Developing novel therapeutic strategies for cerebrovascular disease by delayed neuronal death inhibition
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19K07322
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
塚原 完 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (00529943)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 佳和 日本薬科大学, 薬学部, 教授 (20377633)
羽二生 久夫 信州大学, 学術研究院医学系, 准教授 (30252050)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 細胞死 / ミトコンドリア / ミクログリア細胞 / 環状ホスファチジン酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳虚血により海馬CA1領域に発生する遅発性細胞死が生理活性リゾリン脂質の1種である環状ホスファチジン酸(cPA)の投与により顕著に抑制されることが報告されているが、その詳細なメカニズムは明らかにされていない。我々はミクログリア細胞に注目し、cPAに特異的に結合するタンパク質を明らかにした。cPAは脳に高濃度で存在していることが報告されており、これらのことから神経系に対して何らかの重要な役割を果たしている可能性が考えられる。特に一過性脳虚血においては、cPAを投与することで、遅発性細胞が顕著に抑制されることが明らかになっている。遅発性細胞死は、一過性虚血発生から一定の時間が経過すると海馬CA1領域に生じる神経細胞死で、血管性認知症の原因となる。脳虚血における神経細胞死はミクログリア細胞によって誘導されるものがあり、cPAは低酸素状態にさらされることによるミトコンドリア誘導性のアポトーシスを抑制することも示唆されている。これらのことから、cPAが脳虚血に有効的である可能性が高いが、今のところ詳細なメカニズムは明らかにされていない。本研究ではcPAの代謝安定体である2ccPAを用いてミクログリア細胞における結合タンパク質を同定し、脳虚血発症抑制における基礎的メカニズムを明らかにすした。2ccPAは虚血誘導性のATPの過剰な放出を抑制し、神経細胞死を抑制している可能性が挙げられた。さらに、同定されたタンパク質がアポトーシス初期段階のシグナル分子であるシトクロムCの放出に関連するタンパク質であることからも、2ccPAにより抑制された遅発性細胞死にアポトーシスが関与していることも考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
一過性脳虚血を起こしたマウスにcPAを投与することで、遅発性細胞死が抑制された結果から、細胞内の何らかのタンパク質が2ccPAと結合して生理活性を示すと考えた。LC-MS/MS法により2ccPAに結合するタンパク質をミクログリア細胞内から分離・同定したところ、特異的に結合するタンパク質候補を明らかにできた。2ccPAと構造が類似するリゾホスファチジン酸(LPA)を用いたコンペティションアッセイの結果、そのタンパク質候補の1つは、過剰な遊離2ccPA存在下において、2ccPAビーズ特異的に結合するタンパク質量が減少したことから、本実験で明らかにしたタンパク質候補は特異的に2ccPAと結合することが明らかになった。以上の実験結果より、2ccPA特異的結合タンパク質を初年度に同定することに成功しており、当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では一過性脳虚血時の遅発性細胞死に関与するとされる2ccPAのミクログリア細胞への生物的活性を調べ、2ccPAに結合するタンパク質をミクログリア細胞内から分離・同定した。2ccPAと同定したタンパク質が特異的な結合を生じることから、通常の状態の細胞に2ccPAを加えた時、代謝の多くを嫌気的呼吸に依存すると考えるBV-2細胞においてのみ増殖が抑制された。これは2ccPAが同定したタンパク質となんらかのメカニズムによりATP産生が阻害されるためであると考えている。今後、2ccPAの添加によって細胞質内に放出されるATP量や2ccPA特異的結合タンパク質が関与するとされている細胞死(アポトーシスやネクローシス)がどのように変化するのかを明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症により参加発表予定であった学会年会が中止となったため。
中止となった旅費は今年度開催される学会年会に充てる予定。
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