ネクローシスの初期過程において膜透過性を制御する新規チャネルの同定とその機能解析

• 研究課題/領域番号: 13877014
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薬理学一般
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 赤池 昭紀 京都大学, 薬学研究科, 教授 (80135558)
• 研究分担者: 久米 利明 京都大学, 薬学研究科, 助手 (10303843) ; 香月 博志 京都大学, 薬学研究科, 助教授 (40240733)
• 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: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: ネクローシス / アポトーシス / グルタミン酸 / イオンチャネル / 興奮性神経毒性 / カイニン酸 / 神経細胞死 / 活性酸素 / グルタミン酸神経毒性 / ニューロトロフィン / ラジカルストレス / カリウムチャネル

研究概要

ネクローシスを伴う神経細胞死における諸種イオンチャネルの役割について検討を行い、以下の知見を得た。(1)トリパンブルー排斥法を用いて培養大脳皮質ニューロンにおけるグルタミン酸神経毒性の機序について検討を行った。比較的低濃度のグルタミン酸を24時間処置した時に生じる細胞死は、タンパク合成阻害薬、RNA合成阻害薬、caspase-3阻害薬によって顕著に抑制されたこと、また細胞核の断片化を伴っていたことから、アポトーシスによるものと考えられた。それに対して高濃度のグルタミン酸処置によって生じる細胞死はこれらの薬物によって影響を受けず、核の断片化も観察されないことからネクローシスによるものと判断された。研究代表者らによって見出された新規内在性神経保護物質のセロフェンド酸は、ネクローシスに対する抑制効果をほとんど示さなかったが、グルタミン酸によって誘導されるアポトーシスを顕著に抑制した。(2)培養網膜切片にグルタミン酸あるいはカイニン酸を適用すると、それぞれNMDA受容体チャネルおよびnon-NMDA受容体チャネルの活性化を介して網膜神経節細胞(RGC)の顕著な細胞死が誘導された。いずれの場合も細胞外Ca^<2+>の除去は細胞死誘導を著明に抑制したが、L型電位依存性Ca^<2+>チャネル阻害薬は有意な神経保護効果を発揮しなかった。RGCに対するカイニン酸毒性はCl^-チャネル阻害薬DIDSの適用や細胞外Cl^-除去によっても顕著に抑制され、GABA_A受容体遮断薬とグリシン受容体遮断薬の併用もカイニン酸毒性を部分的に抑制したことから、細胞外からのCl^-の流入がカイニン酸毒性の誘導に重要な役割を果たしていることが示唆された。一方、これらの処置はいずれもグルタミン酸毒性に対して無効であり、グルタミン酸毒性とカイニン酸毒性とはイオン依存性において極めて異なる特徴を有することが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Yasuyoshi, H.et al.: "New insight into the functional role of acetylcholine in developing embryonic rat retinal neurons"Invest.Ophthalmol.Vis Sci.. 43(2). 446-451 (2002)
• [文献書誌] Kume, T.et al.: "Isolation of a diterpenoid substance with potent neuroprotective activity from fetal calf serum"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99(5). 3288-3293 (2002)
• [文献書誌] Sawada, H.et al.: "Estradiol protects dopaminergic neurons in a MPP^+Parkinson's disease model"Neuropharmacology. 42(8). 1056-1064 (2002)
• [文献書誌] Kihara, T.et al.: "Protective effect of dopamine D2 agonists in cortical neurons via the phosphatidylinositol 3 kinase cascade"J.Neurosci.Res.. 70(3). 274-282 (2002)
• [文献書誌] Shirakawa, H.et al.: "Regulation of N-methyl-D-aspartate cytotoxicity by neuroactive steroids in rat cortical neurons"Eur.J.Pharmacol.. 454(2-3). 165-175 (2002)
• [文献書誌] Kume, T.et al.: "Antagonism of NMDA receptors by σ receptor ligands attenuates chemical ischemia-induced death in vitro"Eur.J.Pharmacol.. 455(2-3). 91-100 (2002)
• [文献書誌] Kinoshita, M. et al.: "Binding of Gα N terminus is responsible for the voltage-resistant inhibition of α_<1A> (P/Q-type, ^aCa_y2.1)Ca^<2+> channels"J. Biol. Chem.. 276. 28731-28738 (2001)
• [文献書誌] Kitamura, Y. et al.: "α-Synuclein protein is not scavenged in neuronal loss induced by kainic acid or focal ischemia"Brain Res.. 898. 181-185 (2001)
• [文献書誌] Kihara, T. et al.: "α7 nicotinic receptor transduces signals to phosphatidylinositol 3-kinase to block a β-amyloid-induced neurotoxicity"J. Biol. Chem.. 276. 13541-13546 (2001)
• [文献書誌] Honda, K. et al.: "Nongenomic antiapoptotic signal transduction by estrogen in cultured cortical neurons"Neurosci. Res.. 64. 466-475 (2001)
• [文献書誌] Katsuki, H. et al.: "Superoxide dismutase activity in organotypic midbrain-striatum co-culture is associated with resistance to dopaminergic neurons to excitotoxicity"J. Neurochem.. 76. 1336-1345 (2001)
• [文献書誌] Katsuki, H. et al.: "Requirement of neural activity for the maintenance of dopaminergic neurons in rat midbrain slice cultures"Neurosci. Lett.. 300. 166-170 (2001)
• [文献書誌] Shimazu, S. et al.: "(-)-1-(Benzofuran-2-y1)-2-propylaminopentane enhances locomotor activity in rats due to its ability to induce dopamine release"Eur. J. Pharmacol.. 421. 181-189 (2001)
• [文献書誌] Ibi, M.et al.: "Protective effects of 1α,25-(OH)_2D_3 against the neurotoxicity of glutamate and reactive oxygen species in mesencephalic culture"Neuropharm.. 40. 761-771 (2001)
• [文献書誌] Urushitani, M. et al.: "N-methyl-D-aspartate receptor-mediated mitochondrial Ca^<2+>overload in acute excitotoxic motor neuron death : a mechanism distinct from chronic neurotoxicity after Ca^<2+> influx"Neurosci. Res.. 63. 377-387 (2001)
• [文献書誌] Kanki, H. et al.: "Adtivation of inositol 1, 4, 5-trisphosphate receptor is essential for the opening of mouse TRP5 channels"Mol. Pharm.. 60. 989-998 (2001)