選択的神経細胞死およびニコチン受容体刺激による細胞死防御作用の分子機構の解明

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10176216
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 下濱 俊 京都大学, 医学研究科, 助手 (60235687)
• キーワード: 神経細胞死 / 筋萎縮性側索硬化症 / ALS / グルタミン酸 / NO / NOS(NO合成酵素) / CGMP / PI3キナーゼ

研究概要

胎仔ラットの脊髄初代分散培養ニューロンを用いて筋萎縮性側索硬化症(ALS)における選択的運動ニューロン死の分子病態機序について検討した。グルタミン酸を暴露させるると濃度依存性にニューロンが障害されるが、24時間暴露すると10分暴露に比し運動ニューロンの選択的脆弱性が著明となること、受容体の関与についてはAMPA/KA型受容体のみならずNMDA型受容体も関与していることが明らかとなり、グルタミン酸受容体サブタイプの分布以外に選択的運動ニューロン死を規定するメカニズムが存在する可能性が示唆された。慢性低濃度のグルタミン酸暴露による運動ニューロン死はNO合成酵素(NOS)阻害剤とO_2消去剤であるSODによって抑制された。さらに長時間の半減期を有するNO放出薬を24時間暴露させるると運動ニューロンが選択的に障害されることから、グルタミン酸誘発運動ニューロン死にはNOの発生が関与し、運動ニューロンはNOに対して脆弱性を有することが示された。一方、非運動ニューロンは長時間低濃度のグルタミン酸やNOの暴露に対しては抵抗性を示すが、この機序に闇NO-グアニル酸シクラーゼ-cGMPカスケードを介した保護機構が関与している可能性を示すデータが得られ、ALSにおける選択的運動ニューロン死の分子病態に関する仮説を提唱した。
一方、ニコチン性受容体刺激による神経保護効果の分子機構についても研究を進めた。ニコチンはPI3 kinaseの下流にあるAktを活性化し,ニコチンのグルタミン酸毒性に対する神経保護効巣は、PI3 kinase-eのinhibitorであるLY294002で抑制された。ニコチン性受容体刺激による神経保護効果にPI3 kinaseカスケードが関与することが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Imura T et al: "Genetic variation in the oilrary neurofrophic fastor receptor alpha gene and familial amyotrophic lateral sclerosis" Annals of Neurology. 43. 275 (1998)
• [文献書誌] Sawada H et al: "Dopamine D2-type agonists protect presencephalic neurons from glutamate cytotoxicity:Mechanisms of neuroprotective treatment against oxidative stress" Annals of Neurology. 44. 110-119 (1998)
• [文献書誌] Urushitani M et al: "Mechanisms of selective motor neuronal death after exposure of spinal cord to ghriamate:Involvement of glutamate-suduced nitric oxide in motor neuron toxicity and nonmotor neuron protection" Annals of Neurology. 44. 796-807 (1998)
• [文献書誌] Kitamura Y et al: "Alteration of proteins regulating apoptosis, Bcl-2,Bcl-x,Box,Bak.Bad,ICH-1 and CPP32, in Alzheimer's disease" Brain Research. 780. 260-269 (1998)
• [文献書誌] Shimohama S et al: "Mutation in the pleckstrin houndry domain of the human phospholipase C-δ_1 gene is associated with loss of function" Biochemical and Biophysical Research Communications. 245. 722-728 (1998)
• [文献書誌] Shimohama S et al: "Differential expression of rat brain Bcl-2 family proteins in development and aging" Biochemical and Biophysical Research Communications. 252. 92-96 (1998)