活性酸素による神経細胞死とその防止機構の解析

• 研究課題/領域番号: 09280226
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 中別府 雄作 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (30180350)
• 研究期間 (年度): 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 1997年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: 活性酸素 / 酸化的DNA損傷 / 8-オキソグアニン / ミトコンドリア / 神経細胞死

研究概要

本研究では、神経細胞死における活性酸素による酸化的DNA損傷の関与の解明を目指し、酸化的DNA損傷の防止と修復に関わるMTH1遺伝子とOGG1遺伝子に注目して以下の解析を進めた。
(1)ヒトMTH1遺伝子の発現:ヒト各種臓器でのMTH1 mRNAの発現をノーザンブロットで解析したところ、調べた全ての臓器(21)で発現が確認されたが、特に細胞分裂の盛んな胸腺や精巣、胎児肝臓で発現が高かった。成人の神経系での発現は大脳、小脳、網膜で比較的高い発現が見られ、胎児脳ではさらに高い発現レベルであった。
(2)ヒトOGG1遺伝子の発現:ヒト各種臓器でのOGG1 mRNAの発現をノーザンブロットで解析したところ、調べた全ての臓器(21)で発現が確認されたが、MTH1とは異なり、成人の大脳と胎児脳で最も高い発現が見られた。
(3)ヒトOGG1タンパク質の細胞内局在とその制御:OGG1遺伝子は択一的スプライシングにより4つのアイソタイプ(A1,A2,B1,B2)のOGG1タンパク質をコードする。各アイソタイプのcDNAをHeLa細胞で発現させ、その細胞内局在を解析したところ、A1は主としてミトコンドリアに、一方B1は核に局在することが明らかになった。
(4)遺伝子欠損マウスの樹立
MTH1遺伝子欠損マウスはすでに樹立してしたので、その遺伝的背景を純化するためにC57BL/6系統のマウスとの戻し交配をすすめ、これまでに十代の交配を完了した。現在遺伝子のタイピングを行っており、ほぼ戻し交配を完了できたと考えている。129sv系統のマウスからOGG1cDNA、遺伝子をクローニングし、標的組換えによるOGG1遺伝子欠損胚性幹細胞を樹立した。現在、キメラマウスの作製と交配を進めている。

研究成果

• [文献書誌] Cai,J-P.,Kawate,H.,Ihara,K.,Yakushiji,H.,Nakabeppu,Y.,Tsuzuki,T.,Sekiguchi,M.: "Significance of the conserved amino acid sequence for human MTH1 protien with antimutator activity." Nucleic Acid Research. 25・6. 1170-1176 (1997)
• [文献書誌] GOTO,H.,Motomura,S.,Wilson,A.C.,Freiman,R.N.,Nakabeppu,Y.,Fukushima,K.,Fujixhima,M.,Herr,W.,and Nishimoto,T.: "A single-point mutation in HCF causes temperature-sensitive cell-cycle arrest and disrupts VP16 function." Genes & Development. 11. 726-737 (1997)
• [文献書誌] Oda,H.,Nakabeppu,Y.,Furuichi,M.,and Sekiguchi,M.: "Regulation of Expression of the Human MTH1 Gene Encoding 8-Oxo-dGTPase:Alternative Splicing of Transcription Products." J.Biol.Chem. 272・28. 17843-17850 (1997)
• [文献書誌] Yakushiji,H.,Maraboeuf,F.,Takahashi,M.,Deng,Z.-S.,Kawabata,S.,Nakabeppu,Y.,and Sekiguchi,M.: "Biochemical and physicochemical characterization of normal and variant forms of human MTH1 protein with antimutagenic activity." Mutation Research. 384・3. 181-194 (1997)
• [文献書誌] Chen,J.,Kelz,M.B.,Hope,B.T.,Nakabeppu,Y.,and Nestler,E.J.: "Chronic Fos-Related Antigens:Stable Variants of ΔFosB induced in Brain by Chronic Treatments." J.Neuroscience. 17・13. 4933-4941 (1997)
• [文献書誌] Hollen,K.M.,Nakabeppu,Y.,and Davies,S.W.: "Changes in expression of ΔFosB and the Fos family proteins following NMDA receptor activation in the rat striatum." Mol.Brain Research. 47. 31-43 (1997)
• [文献書誌] Porter,D.W.,Yakushiji,H.,Nakabeppu,Y.,Sekiguchi,M.,Fivash,Jr.,M.J.,Bessman,M.J.,and Kasprzak,K.S.: "Sensitivity of Escherichia coli(MutT)and human(MTH1)8-oxo-dGTPases to in vitro inhibition by carcinogenic metals,nickel(II),copper(II),cobalt(II)and cadmium(II)." Carcinogenesis. 18・9. 1785-1791 (1997)