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本研究は脳虚血・再灌流障害や老化過程に関与すると考えられるラジカル反応性の高い活性酵素種の作用メカニズムを解明することを目的としている。これまでに、培養神経細胞とアストロサイトを過酸化水素(H_2O_2)で処置すると、DNA傷害を引き起こしながらそれぞれの細胞死が異なった時間及び濃度依存性を示すことを明らかにしている。本研究では初年度に、それぞれの細胞にH_2O_2を短時間適用し、DNA傷害回復能を反映するチミジン取り込みのメカニズムについて薬理学的手法を用いて検討し、以下の結果を得た。
H_2O_2はアストロサイトにおいてチミジン取り込みを促進した。神経細胞ではチミジン取り込みの促進はみられなかった。両細胞ともウリジン取り込みを促進させることはなかった。脳微小血管内皮細胞では、H_2O_2短時間処置によるチミジン取り込みに変化のないことが報告されていることから、H_2O_2によるチミジン取り込みの促進は脳血液関門を構成する細胞の中でアストロサイトに特異的であると思われる。H_2O_2によるアストロサイトのチミジン取り込みの促進効果は、細胞外液と細胞内Ca^<2+>貯蔵部位からのCa^<2+>の細胞質への流入に依存し、細胞内Ca^<2+>キレーターであるBAPTA-AMによって完全に抑制されることから細胞内遊離Ca^<2+>の存在を必要とした。さらに、H_2O_2短時間処置時に細胞内遊離Ca^<2+>が存在しないと、その後の細胞死が促進された。また、同処置によりDNAの断片化が観察され、H_2O_2は細胞内遊離Ca^<2+>依存的にアポトーシス様の細胞死を引き起こすことが確認された。
以上の結果は、H_2O_2による中枢神経系障害においてアストロサイトはチミジン取り込みを促進するという応答を行い、この過程は、細胞内遊離Ca^<2+>の存在を必要とし、H_2O_2による細胞傷害を抑制する可能性を示唆するものである。
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