2020 Fiscal Year Research-status Report
ヒ素による神経細胞死 --- ネクロトーシス、フェロトーシスの関与について
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19K10681
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
上村 公一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30244586)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋 利彦 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (60304474)
船越 丈司 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40444715)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ヒ素 / フェロトーシス / ネクローシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒ素による細胞死として、アポトーシスは既に報告されている。本研究では、制御されたネクローシスであるネクロトーシス、フェロトーシス、パイロトーシスが神経細胞死に関与しているという仮説に基づいて研究を進めた。マウス由来神経芽細胞Neuro2Aに0、5、20、100μMの三酸化二ヒ素（As2O3）を6時間暴露し、形態観察と生存率の確認を行った。また、DNA microarrayによる網羅的遺伝子発現解析を行い、暴露群で変動が見られた遺伝子についてreal-time PCRによりヒ素によって誘導される遺伝子発現の変動を検討し、さらにwestern blotting法を用いて、細胞死関連タンパク質の変動を解析した。また、ヒ素による神経細胞ストレスを確認するために、免疫染色を用いてストレス顆粒の形成について検討を行った
As2O3暴露群での形態観察では死細胞の増加と細胞膜の障害によって形成されるballooningが認められ、As2O3暴露濃度依存的な細胞生存率の低下が確認された。DNA microarray、及びreal-time PCRでは制御された細胞死である鉄依存性細胞死フェロトーシスに関連するCHAC1がヒ素暴露濃度依存的な発現上昇傾向にあった。また、western blotting法では、代表的な細胞死であるアポトーシスの実行分子であるCaspase3において20μM時点で最も強く活性化が見られた。その他に二次ネクロ―シスを誘導するDFNA5/GSDMEはAs2O3暴露濃度依存的活性化が確認され、フェロトーシスのマーカーであるGPX4では5、20μM時点で発現減少を認めた。また免疫染色では、100μM時点でストレス顆粒の形成を認め、これらの応答を抑制しているものと考えられた。
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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
As2O3により、マウス由来神経芽細胞Neuro2A細胞にネクローシスが誘導された。制御されたネクローシスのフェロトーシスの関与が疑われた。細胞死の誘導の課程で、細胞死抑制に働くストレス顆粒の存在が確認された。
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| Strategy for Future Research Activity |
As2O3の暴露により神経細胞はアポトーシス、フェロトーシスの2種の細胞死が並行的に起こっており、特に低濃度暴露時にはアポトーシスが誘導され、高濃度暴露時にはストレス顆粒の形成がこれら細胞死経路を抑制している可能性がある。今後は細胞死経路のより詳細な解明を行いたいと考えている。
さらに、他の種類の神経細胞やマウス初代培養神経細胞を用いて、結果の確認を行う
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