虚血負荷応答としての神経細胞内在性SOD変動の検討

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03670470
• 研究機関: 兵庫医科大学
• 研究代表者: 松山 知弘 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (10219529)
• 研究分担者: 鵜山 治 兵庫医科大学, 医学部, 助教授 (00185076)
• キーワード: 一過性脳虚血 / Copper-Zinc-Superoxide Dismutase / Manyanese-Superoxide Dismutase / In Situ Hybridization Histochemistry / Immunoryto chemistry / 遅発性神経細胞壊死 / 虚血耐性現象 / 砂ネズミ

研究概要

脳虚血病態における活性酸素消去機構の関与解明の目的で、砂ネズミの一過性前脳虚血モデルを用い、血流再開後の海馬におけるsuperoxide dismutase(SOD)産生能の変動をmRNAおよび蛋白レベルで検討した。
1.正常脳内SOD分布の検討:In situ hybridization histochemistry(ISHH)と免疫組織化学的手法によりcopper-zinc SOD(CuZnSOD)とmanganese SOD(MnSOD)の局所産生能の差異が明かとなった。即ちCuZnSODの均一な分布に対し、虚血脆弱性を有するCA1錐体細胞でのMnSOD低産生が示され、両SODの機能的役割分担が示唆された。
2.虚血負荷応答としてのSOD変動の検討:(1)遅発性神経壊死をきたす5分間虚血負荷後の変動;一過性脳虚血に伴い、CuZnSODmRNAは一過性の発現増強を認め、CA1領域では発現亢進の遷延化が観察された。これは脆弱神経細胞へのSODmRNA発現亢進刺激の遷延化をも示唆する。一方、MnSODmRNAも同様に5分虚血に伴い発現亢進がみられたが神経細胞壊死とともに出現するグリア様小細胞での発現が観察された。免疫組織化学的検討により、脆弱神経細胞での内在性SOD蛋白はそのmRNA亢進時期にはむしろ染色性が低下することが明かとなった。このことは脆弱細胞での蛋白合成系の一時的破綻を示唆する。(2)虚血耐性を誘導する2分間虚血負荷後の変動;2分の虚血負荷はCuZnSODmRNA発現には大きな影響を与えなかったが、MnSODmRNA発現亢進をもたらした。免疫組織化学的には脆弱細胞でのCuZnSOD染色性の有意な変化は認められないものの、MnSOD染色性の増強が観察された。このことは、虚血耐性獲得細胞でのMnSODの選択的発現誘導を意味し、虚血耐性現象におけるMnSODの活性酸素消去酵素としての防御的役割が示唆された。結論として、虚血負荷はSOD産生亢進刺激となり得るが、SOD蛋白発現は細胞内蛋白合成能により左右されると考えられた。また、虚血耐性獲得にはMnSOD蛋白発現がより関与していることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] T.Matsuyama: "Alteration in expression of copper-zinc superoxide dismutase mRNA in gerbil hippocampus after transient cerebral ischemia" Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 11. S217- (1991)
• [文献書誌] Tomohiro Matsuyama: "Induction of copper-zinc superoxide dismutase in gerbil hippocamus after ischemia" Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 13. 135-144 (1993)
• [文献書誌] Osamu Uyama: "Protective effects of human recomlinant superoxide dismutase on transient ischemic injury of CA1 neurons in gerlils" Stroke. 23. 75-81 (1992)
• [文献書誌] S.Shimizu: "Induction of manganese superoxide dismutase mRNA in gerbil hippocampus after ischemia" Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. (1993)
• [文献書誌] H.Nakamura: "Over all distribution of copper-zinc superoxide dismutase mRNA in Rat central neurons system" Journal of Cerebral Blood Flow and Metalolism. 11. S346- (1991)
• [文献書誌] O.Uyama: "Protective effects of rearbinant human superoxide dismutase on ischemic injury of CA1 neurons with supprcosion of elevation of mRNA for endogenous superoxide dismutase" Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 11. S635- (1991)