脳虚血におけるストレス応答とユビキチンの役割

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07457305
• 研究種目: 一般研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 桐野 高明 東京大学, 医学部(病), 教授 (90126045)
• 研究分担者: 井手 隆文 東京大学, 医学部(病), 助手 (40262000)
• キーワード: 脳虚血 / 海馬 / 神経細胞死 / ユビキチン / 免疫染色 / 砂ネズミ / 抗体 / 変性蛋白

研究概要

虚血後に海馬CAI領域において神経細胞の明らかな細胞死の像が現れる前にユビキチンの免疫染色性が激減する。ところがアルツハイマー病の不溶性蛋白に結合したユビキチンを強く染色するモノクローナル抗体DF2では、ユビキチンの染色性が虚血の後も全く減少しない。この免疫染色上での染色性の際は際立っており、ユビキチンの総量の減少よりも、その存在様式が虚血により変化することを想定して、以下の実験をおこなった。その結果、ポリクローナル抗体U-5379では虚血後の免疫染色性は激減し、DF2では染色性はほとんど変化しないことが確認できた。次に、各抗体が実際にユビキチンを認識しているのか、もし認識しているとすれば、フリーのユビキチンに結合するのか、あるいは蛋白に結合したポリユビキチン(conjugated form)に結合するのかをゲル電気泳動法(ウェスタンブロッティング)、免疫沈降法、免疫吸収法を用いて確認した。この実験の結果、ユビキチンの非変性条件下(SDSを使用しない条件下)ではU-5379は主としてフリーのユビキチンを認識し、DF2はユビキチンのconjugated formを認識することが明らかとなった。免疫染色の条件は非変性条件下での抗原認識に近いものと考えられる。従って今回の実験により、脳虚血は神経細胞内のフリーのユビキチンを枯渇させると結論づけた。次年度の本研究により、海馬CAI領域のフリーおよびconjugated formのユビキチンをラジオイムノアッセイ法により定量し、この結論の裏付けを取る予定である。ユビキチンは変性蛋白の処理機構のみならず、p53などの細胞死関連蛋白の分解機構に関与しており、このような分子が短時間の虚血により海馬CAI領域の神経細胞において激減すること、そしてその数日後に神経細胞に細胞死が発生することから、ユビキチンの減少は単に虚血による副次的現象ではなく、神経細胞死の機構そのものに関与している可能性もある。

研究成果

• [文献書誌] Okada M: "Long-term spatial congnitive impairment following middle cerebral artery occlusion in rats. A behavioral study." J Cerebral Blood Flow Metab. 15. 505-512 (1995)
• [文献書誌] Morimoto T: "Transient ischemia depletes free ubiquitin in gerbil hippocampal CA1 neurons." Am J Pathol. 148. 249-257 (1996)
• [文献書誌] Ide T: "An Immunosuppressant, FK506 protects hippocampal neurons from forebrain ischemia in the Mongolian gerbil." Neurosci Lett 発表予定. (1996)
• [文献書誌] Morikawa E: "Treatment of focal cerebral ischemia with synthetic oligopeptide corresponding to lectin domain of selection." Stroke 発表予定. (1996)
• [文献書誌] 桐野高明: "脳の虚血と神経細胞死 神経細胞死UpDate-基礎と臨床からのアプローチ" クバプロ, 210 (1995)
• [文献書誌] 桐野高明: "神経科学ブックレット『脳虚血とニューロン死』" 中外医学社, (1996)