腫瘍壊死因子(TNF-α)による神経細胞死誘導とその分子制御機構

• 研究課題/領域番号: 15700278
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 大滝 博和 昭和大学, 医学部, 助手 (20349062)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2004年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 炎症性サイトカイン / 腫瘍壊死因子 / 脳虚血 / 免疫組織染色 / カスパーゼ / 神経細胞死 / アポトーシス / 遺伝子改変動物 / インターロイキン1 / 免疫染色 / マウス / 細胞内シグナル

研究概要

腫瘍壊死因子(TNFα)による脳虚血時における神経細胞死誘導の機能的意義は不明の点が多い.本研究は,TNFαの神経細胞死誘導とその細胞死の機構を解明することを目的とし,TNFαおよびレセプターの一過性局所脳虚血(tMCAO)時における局在をタンパク,遺伝子レベルで調べた.またTNFα遺伝子欠損(TNF KO)マウスを用いてtMCAO後の脳梗塞の比較および神経細胞死誘導機構を形態学的,生化学的に明らかにした.さらにIL-1とTNF-αに共通し下流域に存在する細胞接着因子(intercellular adhesion molecule-1;ICAM-1)に関してその分子機構の詳細を検討した.
tMCAO後,TNFαの遺伝子発現の上昇は脳虚血中と再潅流6時間以降の2相性に見られた.その発現細胞は主に神経細胞であり,わずかにマイクログリアおよびオリゴデンドログリアにも観察された.一方,TNF receptor Iは早期では主に神経細胞に発現するが,時間の経過に伴いアストログリアの陽性比率が増加した.TNF KOマウスは有意に虚血性神経細胞死を抑制した.TNFαは虚血時に産生され神経細胞死誘導作用のあることが明らかとなった.TNFα KOはカスパーゼ活性の低下やアポトーシスのマーカーであるTUNEL陽性細胞の減少が認められた.さらにICAM-1は脳虚血後48時間目までは脳梗塞内の血管内皮細胞に発現されるが,48時間以降,血管に加えアストログリアに強く発現した.血管性ICAM-1はIL-1RIの発現と一致し,虚血後期発現アストロサイトのICAM-1はTNFRIと共存し,それぞれ異なる時期に異なる細胞で制御していることを示した.

研究成果

• [雑誌論文] Evaluation of Brain Ischemia in Mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohtaki H
  • 雑誌名: Acta Histochem Cytochem 印刷中
  • NAID: 110003161235
• [雑誌論文] Magnesium sulfate therapy in patients with acute neuronal damage : The problem of intra- venous administration. (2005)
  • 著者名/発表者名: Dohi K
  • 雑誌名: Crit Care Med 33 ページ: 1-2
• [雑誌論文] Monoaminergic neuronal development is not affected in PACAP-gene-deficient mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ogawa T
  • 雑誌名: Regul Pept. 126(1-2) ページ: 103-108
• [雑誌論文] Orexin-1 receptor expression after global ischemia in mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nakamachi T
  • 雑誌名: Regul Pept. 126(1-2) ページ: 49-54
• [雑誌論文] Free radical monitoring with ex vivo ESR in critical care & emergency medicine free radical and hyperbaric oxygen therapy. (2004)
  • 著者名/発表者名: Dohi K
  • 雑誌名: J Jap Associ Clin Hyperbaric Oxygen Dividing 1 ページ: 2-8
• [雑誌論文] Effect of pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide 38(PACAP38) on tissue oxygen content-treatment in central nervous system of mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohtaki H
  • 雑誌名: Regul Pept. 123(1-3) ページ: 61-67
• [雑誌論文] Delayed expressed TNFR1 co-localize with ICAM-1 in astrocyte in mice brain after transient focal ischemia. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yin L
  • 雑誌名: Neurosci Lett. 370(1) ページ: 30-35
• [雑誌論文] Expression of tumor necrosis factor alpha in nerve fibers and oligodendrocytes after transient focal ischemia in mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohtaki H
  • 雑誌名: Neurosci Lett. 368(2) ページ: 162-166
• [雑誌論文] Prevention of delayed neuronal cell death by PACAP and its molecular mechanism (2004)
  • 著者名/発表者名: Shioda S
  • 雑誌名: Nippon Yakurigaku Zasshi 123(4) ページ: 243-252
• [産業財産権] 脳虚血・遅発性神経細胞死防御薬剤 (2004)
  • 発明者名: 塩田清二
  • 産業財産権番号: 2004-360255
  • 出願年月日: 2004-12-13
• [文献書誌] Ohtaki, H.: "Suppression of oxidative neuronal damage after transient middle cerebral artery occlusion in mice lacking interleukin-1."Neurosci Res. 45・3. 313-324 (2003)
• [文献書誌] Matsunaga, M.: "Nucleoprotamine diet derived from salmon soft roe protects mouse hippocampal neurons from delayed cell death after transient forebrain ischemia"Neurosci Res. 47・3. 269-276 (2003)
• [文献書誌] Ohtaki, H.: "Increased expression of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) in mouse brain following transient cerebral ischemia."Acta Histochem Cytochem. 36・4. 385-391 (2003)
• [文献書誌] Dohi, K.: "Peroxynitrite and caspase 3 expression after ischemia/reperfusion in mouse cardiac arrest model"Acta Neurochir. 86(Suppl.). 87-91 (2003)
• [文献書誌] Yin, L.: "Expression of tumor necrosis factor a (TNFα) following transient cerebral ischemia"Acta Neurochir. 86(Suppl.). 93-96 (2003)
• [文献書誌] Ohtaki, H.: "Evaluation of neuronal cell death after a new global ischemia model in infant mice."Acta Neurochir. 86(Suppl.). 97-100 (2003)
• [文献書誌] Imaizumi, Y.: "Hippocampal heme oxygenase 1 in a murine cardiac arrest model"Acta Neurochir. 86(Suppl.). 101-103 (2003)
• [文献書誌] Dohi, K.: "Neuroprotective effect of ischemia and direct free radical scavenging activity of Choto-san (kampo medicine)"Acta Neurochir. 86(Suppl.). 123-127 (2003)
• [文献書誌] Ohtaki, H.: "Suppression of oxidative stress after transient focal ischemia in interleukin-1 knock out mice"Acta Neurochir. 86(Suppl.). 191-194 (2003)