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神経細胞ネクローシスをアポトーシスに導く蛋白質の探索と網膜虚血モデルでの応用

研究課題

研究課題/領域番号 13470490
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物系薬学
研究機関長崎大学

研究代表者

植田 弘師  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究所, 教授 (00145674)

研究分担者 水野 恭伸  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究所, 助手 (40311865)
吉田 明  長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究所, 助教授 (70257187)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
14,000千円 (直接経費: 14,000千円)
2002年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2001年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
キーワードネクローシス / アポトーシス / 神経細胞 / グルコース / 神経栄養因子 / 網膜 / 海洋微生物 / 虚血 / 神経細胞死 / 初代培養 / 無血清ストレス / 脳神経疾患 / 非古典的分泌 / モデルマウス
研究概要

ネクローシスモデルとして胎生17日胚ラット大脳皮質細胞を培養開始直後から無血清で低密度培養する「無血清培養モデル」を確立した。細胞密度を高くすると神経細胞死が遅延し、細胞死がアポトーシスにモードスイッチすることを見いだした。この高密度培養で見られる変化は、高密度培養の上清(CM)によっても同様に引き起こされた。薬理学的な解析から、CMはPLCおよびPKCの活性化を引き起こし、グルコースの取り込み及び細胞内ATP量を増加させてネクローシスを抑制し、一方でミトコンドリアからのチトクロームc(cyto c)遊離によりアポトーシスを誘導した。さらにCM中より単離精製した蛋白質NDIに同様の効果があることを見いだした。
低密度培養ではグルコース取り込みが急激に減少していたことから、これを補うため培地中のグルコース濃度を増加させたところ細胞死が遅延し、その細胞死はネクローシスからアポトーシスにモードスイッチしていた。この場合も、細胞内ATP増加によりネクローシスが抑制され、一方でBaxの発現増加、cyto c遊離、カスパーゼ活性化を介してアポトーシスが引き起こされた。このように誘導されたアポトーシスは神経栄養因子より有意に抑制された。
次にマウス網膜虚血・再灌流モデルで見られる細胞死に対するグルコースの効果を検討したところ、グルコースは虚血の前だけではなく24時間後に処置しても有意に網膜保護効果を示した。
さらに今回確立した「無血清培養モデル」を用いて海洋微生物ライブラリーからネクローシスを抑制する物質を産生するクローンを探索した結果、強いネクローシス抑制効果を有する物質を産生するクローンを単離した。そのうち2つのクローンは網膜虚血傷害を抑制することも明らかになった。
今回の研究によって、神経細胞死に抑制的に働く細胞死モードスイッチを引き起こすNDI蛋白質を発見し、また海洋微生物ライブラリーよりネクローシス抑制分子を見いだした。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 雑誌論文 (1件) 文献書誌 (18件)

  • [雑誌論文] Protein kinase C-mediated necrosis-apoptosis switch of cortical neurons by conditioned medium factors secreted under the serum-free stress

    • 著者名/発表者名
      藤田亮介
    • 雑誌名

      Cell Death and Differentiation (in press)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Fujita R: "Cell density-dependent death mode switch of cultured cortical neurons under serum-free starvation stress."Cellular Molecular Neurobiology. 21・4. 317-324 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita R: "Necrotic cell death-specific protection by sigma agonist, SA4503 in serum-free culture of rat cortical neurons."Pharmacology Reviews and Communications. 11・4. 301-306 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita R: "The cognition-enhancer nefiracetam is protective in BDNF-independent neuronal cell death under the serum-free condition."Neurochemistry International. 40・2. 139-143 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita R: "Protein kinase C-mediated necrosis-apoptosis switch of cortical neurons by conditioned medium factors secreted under the serum-free stress."Cell Death and Differentiation. 10・7. 782-790 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita R: "Protein kinase C-mediated cell death mode switch induced by high glucose."Cell Death and Differentiation. 10・12. 1336-1347 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hamabe W: "Neuronal necrosis inhibition by insulin through protein kinase C-activation"Journal of Pharmacology Experimental Therapeutics. 307・1. 205-212 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ueda M: "The cognition-enhancer nefiracetam inhibits both necrosis and apoptosis in retinal ischemic models in vivo and in vivo."Journal of Pharmacology Experimental Therapeutics. 309・1. 200-207 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita R: "Cell density-dependent death mode switch of cultured cortical neurons under serum-free starvation stress."Cell.Mol.Neurobiol.. 21(4). 317-324 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita R: "Necrotic cell death-specific protection by sigma agonist, SA4503 in serum-free culture of rat cortical neurons."Pharmacol.Rev.Comm.. 11(4). 301-306 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita R: "The cognition-enhancer nefiracetam is protective in BDNF-independent neuronal cell death under the serum-free condition."Neurochem.Int.. 40(2). 139-143 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita R: "Protein kinase C-mediated necrosis-apoptosis switch of cortical neurons by conditioned medium factors secreted under the serum-free stress."Cell Death and Differ.. 10(7). 782-790 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujita R: "Protein kinase C-mediated cell death mode switch induced by high glucose."Fujita R. 10(12). 1336-1347 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hamabe W.: "Neuronal necrosis inhibition by insulin through protein kinase C-activation."J.Pharmacol.ExTher.. 307(1). 205-212 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ueda M: "The cognition-enhancer nefiracetam inhibits both necrosis and apoptosis in retinal ischemic models in vivo and in vivo."J.Pharmacol.ExTher.. 309(1). 200-207 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤田亮介: "Cell density-dependent death mode switch of cultured cortical neurons under serum-free starvation stress"Cell Mol Neurobiol.. 21. 317-324 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田亮介: "The cognition-enhancer nefiracetam is protective in BDNF-independent neuronal cell death under the serum-free condition"Neurochem Int.. 40. 139-143 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 藤田亮介: "Necrotic cell death-specific protection by sigma agonist, SA4503 in serum-free culture of rat cortical neurons"Pharmacol.Rev.Comm.. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 植田弘師: "脳を守る神経細胞死モードスイッチと神経新生"日本薬理学雑誌. 119. 79-88 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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