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神経細胞アポトーシスにおけるアラキドン酸カスケードの役割

研究課題

研究課題/領域番号 10680580
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関金沢大学

研究代表者

樋口 善博  金沢大学, 大学院・医学研究科, 助手 (10019630)

研究分担者 吉本 谷博  金沢大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60127876)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2000年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1999年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードグルタチオン / グルタミン酸 / アラキドン酸 / アポトーシス / ネクローシス / グリア細胞 / 脂質過酸化 / 巨大DNA断片化 / カスパーゼ-3 / リポオキシゲナーゼ / DNA断片化 / 紫外線 / ポリADPリボースポリメラーゼ / 活性酸素
研究概要

グルタミン酸またはGSH合成酵素阻害剤であるブチオニンスルフォキシミン(BSO)によるC6ラットグリア細胞腫のGSH枯渇下で,DNA損傷及び細胞死誘導が明らかになった。この細胞死の過程で,染色体DNAで細胞内活性酸素による1-2Mbpおよび100-800kbpサイズの巨大DNA断片が形成され,最終的にラダーDNA断片化を伴うアポトーシスが誘導されることを見出した。さらに,脂質過酸化および細胞内プロテインキナーゼCの活性化が見られ、活性酸素及び脂質過酸化物の増減にょってアポトーシスが調節されていることを見い出した。アラキドン酸によって12-リポオキシゲナーゼの活性上昇とともに細胞内活性酸素が増加し,それが引き金となって脂質過酸化ラジカル連鎖反応が進行する。また一方で,DNA塩基の酸化反応を引き起こしながら,カスパーゼ-3活性の低下,細胞内ATPの減少を伴い、かつヌクレオソーム単位のDNA断片化を示さないネクローシス様の細胞死を誘導増進するという機構が示唆された。不飽和脂肪酸であるリノレイン酸,リノール酸はともにアラキドン酸同様アポトーシスからネクローシスに転換しかつ100-800Kb,1-2Mbの巨大DNA断片化を促進させ,脂質過酸化と巨大DNA断片化には密接な関係があることが示唆された。次に紫外線による細胞死の機構を検討した。ポリADPリボースポリメラーゼ酵素の失活,NADの減少.枯渇で確認されるDNA損傷の修復に関与する系の破綻から生ずるところの紫外線による細胞死では,カスパーゼ-9およびカスパーゼ-3の活性化が認められ,DNA損傷及びそれを起因とするアポトーシス誘導の機構が関与していることが明らかになった。このアポトーシスは,GSHの枯渇によるグルタミン酸誘導の細胞死の際のDNA断片化のパターンと同じであったが,脂質過酸化を伴わず,またATPの枯渇にみられるネクローシス様の細胞死の機構とは異なることが判明した。

報告書

(4件)
  • 2001 研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Higuchi, Y., Matsukawa, S.: "Active oxygen-mediated chromosomal 1-2 Mbp giant DNA fragmentation into internucleosomal DNA fragmentation in apoptosis of glioma cells induced by glutamate"Free Radic. Biol. Med.. 24. 418-426 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y., Matsukawa, S.: "Glutathione depletion induces chromosomal giant DNA and high molecular weight DNA fragmentation associated with apoptosis through lipid peroxidation and protein kinase C activation in C6 glioma cells"Arch. Biochem. Biophys.. 393. 33-42 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y.: "Polyunsaturated fatty acids promote 8-hydroxy-2-deoxyguanosine formation through lipid peroxidation under the glutamate-induced GSH depletion in rat glioma cells"Arch. Biochem. Biophys.. 392. 65-70 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitamura, K., Nishimura Y., Kubotera, N., Higuchi, Y., Yamaguchi, M.: "Transient activation of the microl homeobox gene family in the sea urchin (Hemicentrotus pulcherrimus) micromere"Dev. Genes Evol.. 212. 1-10 (2001)

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  • [文献書誌] Higuchi, Y., Yoshimoto, T.: "Arachidonic acid converts the glutathione depletion-induced apoptosis to necrosis by promoting lipid peroxidation and reducing caspase-3 activity in rat glioma cells"Arch. Biochem. Biophys. 2002(印刷中).

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 樋口善博, 松川茂: "グルタミン酸による巨大DNA断片化をともなうグリア細胞アポトーシスにおけるビタミンEの抑制作用"ビタミンE研究の進歩. VIII. 121-127 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松川茂, 岸本由香, 樋口善博: "Sub μMレベルH2O2の持続的曝露が誘起する細胞内代謝障害と核DNA障害"腎とフリーラジカル. IV. 108-113 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 樋口善博: "グルタチオン枯渇による巨大DNA断片化における不飽和脂肪酸の増強作用"磁気共鳴と医学. vol.11. 21-24 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y.: "Glutathione depletion induces giant DNA fragmentation associated with apoptosis or necrosis. In Micronutrients and Health : Molecular Biological Mechanisms, eds. K. Nesaretnam and L.Packer"AOCS Press. 202-216 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y., Yoshimoto, T.: "Chromosomal DNA fragmentation during mammalian cell death caused by oxidative stress. Recent Res. Develop. Biophys & Biochem"Research Signpost(印刷中). (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y.: "Measurement of DNA double-strand breaks with giant DNA and high molecular weight DNA fragments by pulsed-field gel electrophoresis. In Ultrastructural and Molecular Biology Protocols, Methods in Molecular Biology"Humana Press(印刷中). (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y.Matsukawa,: "Active oxygen-mediated chromosomal 1-2 Mbp giant DNA fragmentation into internucleosomal DNA fragmentation in apoptosis of glioma cells induced by glutamate"Free Radic. Biol. Med.. 24. 418-426 (1998)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y., Matsukawa, S: "Glutathione depletion induces chromosomal giant DNA and high molecular weight DNA fragmentation associated with apoptosis through lipid peroxidation and protein kinase Cactivation in C6 glioma cells"Arch. Biochem. Biophys.. 393. 33-42 (1999)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y., Matsukawa, S: "Polyunsaturated fatty acids enhance giant DNA fragmentation induced by glutathione depletion (in Japanese)"Magnetic Resonance in Medicine. 11. 21-24 (2000)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi,Y: "Polyunsaturated fatty acids promote 8hvdroxv-2-deoxv2uanosine formation through lipid peroxidation under the glutamate-induced GSH depletion in rat glioma cells"Arch. Biochem. Biophys. 392. 65-70 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kitamura, K., Nishimura, Y., Kubotera, N., Higuchi, Y. and Yamaguchi, M.: "Transient activation of the micro1 homeobox gene family in the sea urchin (Hemicentrotus pulcherrimus) micromere"Dev. Genes Evol.. 212. 1-10 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y., Yoshimoto, T: "(Review article) Chromosomal DNA fragmentation during mammalian cell death caused by oxidative stress"Recent Res. Develop. Biophys & Bichem., Research Signpost.. in press. (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y., Yoshimoto, T: "Arachidonic acid converts the glutathione depletion-induced apoptosis to necrosis by promoting lipid peroxidation and reducing caspase-3 activity in rat glioma cells"Arch Biochem. Biophys. in press. (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y.: "Measurement of DNA double-strand breaks with giant DNA and high molecular weight DNA fragments by pulsed-field gel electrophoresis. In Ultra structural and Molecular Biology Protocols"Methods in Molecular Biology. in press. (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Higuchi, Y.: "Glutathione depletion induces giant DNA fragmentation associated with apoptosis or necrosis"Micronutrients and Health: Molecular Biological Mechanisms, eds. K. Nesaretnam and L. Packer, AOCS Press. 202-216 (2001)

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    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Higuchi: "Glutathione depletion induces giant DNA fragmentation associated with apoptosis or necrosis."Micronutrients and Health : Molecular Biological Mechanisms AOCS Press. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Higuchi and S. Matsukawa: "Glutathione depletion induces chromosomal giant DNA and high molecular weight DNA fragmentation associated with apoptosis through lipid peroxidation and protein kinase C activation in C6 glioma cells."Arch. Biochem. Biophys.. 393. 33-42 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 樋口喜博: "グルタチオン枯渇による巨大DNA断片化における不飽和脂肪酸の増強作用"磁気共鳴と医学 日本医学館. (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Higuchi: "Measurement of DNA double-strand breaks with giant DNA and high molecular weight DNA fragments by pulsed-field gel electrophoresis."Methods in Molecular Biology. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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