神経系におけるストレス蛋白質(αβクリスタリンとhsp27)の応答と生理的役割

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08256247
• 研究機関: 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所
• 研究代表者: 加藤 兼房 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生化学部, 部長 (50022801)
• 研究分担者: 伊東 秀記 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生化学部, 研究助手
• キーワード: αクリスタリン / ストレス蛋白質 / 微小管脱重合 / チュブリン / コルヒチン / 合成誘導 / αβクリスタリン

研究概要

正常神経組織における低分子量ストレス蛋白質、αBクリスタリンの発現は比較的少なく、おもにグリア細胞で検出される。ところがアレキサンダー病ではグリア細胞における発現が高進し、異常に蓄積し、これが種々の病態を引き起こす。しかし、その過剰発現・蓄積機構は不明である。我々は、このαBクリスタリンの発現を左右する因子を検索中に、コルヒチン、コルセミドなどのチュブリン結合型の細胞周期M期ブロッカーによってαBクリスタリンの発現が著しく促進されることを見つけ、その現象を解析し、以下の結果を得た。
1)増殖中のC6ラットグリオーマ細胞に1μMのコルヒチン、コルセミド、ビンブラスチンあるいはノコダゾールを曝露すると、9-10時間後より細胞質中のαBクリスタリンが増加しはじめ、24-48時間後には約1μg/mg proteinの高濃度に達した。しかし、微小管に結合し、チュブリンへの解離を阻止して細胞周期をM期でブロックするタキソ-ルは、αBクリスタリンの合成誘導を起こさないばかりか、逆に微小管脱重合促進剤による誘導を阻止した。S期ブロッカーであるアフィヂコリンやヒドロキシウレアにはこのような作用はなかった。
2)コルヒチンを曝露した細胞中のαBクリスタリンのmRNA発現量は7時間後には明らかに増加していた。また、in vitro nuclear run-off assayによって、mRNAの増加は転写の促進によることが分かった。
3)コルセミド曝露後のチュブリンおよびαBクリスタリンの細胞内局在の経時的変化を免疫蛍光法で解析すると、曝露後2時間ではチュブリン、αBクリスタリンともに細胞辺縁部にco-localizeする像が頻繁に観察され、この傾向は細胞質にαBが蓄積し始めた12時間後でもみられ、αBクリスタリンが薬剤と結合したチュブリンと相互作用し、シャペロンとして機能していることが推測された。
4)微小管脱重合促進剤によるαBクリスタリンの誘導は、スタウロスポリンに感受性が高く、3-10nMの低濃度が共存しても完全に阻止された。
以上の結果より、C6グリオーマ細胞におけるαBクリスタリンの発現は、微小管脱重合が促進される際に、スタウロスポリンに感受性の高いプロテインキナーゼの活性化を介して増加することが推測される。

研究成果

• [文献書誌] Kato,K.,Ito,H.,et al.: "Synthesis and accumulation of αB crystallin in C6 glioma cells is induced by agents that promote the disassembly of microtubules" J.Biol.Chem.271. 26989-26994 (1996)
• [文献書誌] Inaguma,Y.,Kato,K.,et al.: "cDNA cloning of a 20-kDa protein (p20) highly homologous to small heat shock proteins : developmental and physiological changes in rat hindlimb muscles" Gene. 178. 145-150 (1996)
• [文献書誌] Kato,K.,Ito,H.,et al.: "Modulation of stress-induced synthesis of hsp27 and αB crystallin by cyclic AMP in C6 rat glioma cells" J.Neurochem.66. 946-950 (1996)
• [文献書誌] Ito,H.,Kato,K.,et al.: "Enhancement of stress-induced synthesis of hsp27 and αB crystallin by modulators of the arachidonic acid cascade" J.Cell.Physiol.166. 332-339 (1996)
• [文献書誌] Suzuki,A.,Kato,K.,et al.: "Protein kinase C activation inhibits stress-inducd synthesis of heat shock protein 27 in osteoblast-like cells : Function of arachidonic acid" J.Cell.Biochem.62. 69-75 (1996)
• [文献書誌] 加藤兼房、伊東秀記、他: "哺乳動物の低分子量ストレス蛋白質とストレス応答" 日本神経精神薬理学会誌. 16. 1-9 (1996)