網膜神経節細胞の細胞死の阻止と視神経再生の促進

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12671733
• 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: 渡部 眞三 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生理学部門, 主任研究員 (10093486)
• 研究分担者: 三好 智満 大阪大学, 大学院・医学系研究科・情報生理学講座, 助手 (70314309)
• キーワード: 成熟ネコ / 網膜神経節細胞 / 神経細胞死 / 軸索再生 / 再生促進 / Nipradiol / 電気刺激 / アポトーシス(apotosis)

研究概要

1.Nipradilolによる軸索再生の促進
昨年度はネコ網膜神経節細胞(RGC)の軸索伸長速度を推測し、平均1.1mm/日を得た。この実験系を用いて軸索再生の促進方法を求めた。緑内障治療薬のnipradilol (10^<-7>モル)を眼球内注入することによる神経保護作用を検討、生存細胞数を軸索切断後7日で1.4倍、14日で2.6倍にすることができた。Nipradilolの眼球内投与は軸索再生速度も促進した。再生細胞総数は9177(4週後)および12,384(6週後)と、注入しない場合より3倍から4倍に増えていた(4週後で2139および6週後で3678)。さらにnipradilol投与網膜では、二重標識率から推測した軸索再生速度は1.7mm/日で、伸長速度も促進されることがわかった。
2.電気刺激による生存促進
ラット視神経断端に電気的に刺激すると、網膜神経節細胞の生存が促進することを見いだした。視神経切断直後に双極電極で、50μA,50μsecの単相矩形波を20Hzで2時間加えると、1週間後の生存率が無刺激の54%から83%に上昇していた。この電気刺激による生存促進効果は、与えた電流量に依存性していることがわかった。
3.β細胞の細胞死とアポトーシス
ネコ神経節細胞のα細胞、β細胞における軸索切断後早期の細胞死へのアポトーシスの関与を調べた。視神経切断3日から14日後に、ピクノーシス細胞の出現頻度はβ細胞の密度が一番高い網膜中心部において最も高かった。さらに、視神経切断と同時にカスパーゼ3阻害剤の硝子体内投与1週間後に、β細胞の生存率は71%と対照群の38%に比べて有意に増加した。以上の結果から、軸索切断後早期のβ細胞死には、アポトーシスが大きな役割を果たしていることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Takao M, Miyoshi T, Watanabe M, Fukuda Y: "Changes in visual response properties of cat retinal ganglion cells within two weeks after axotomy"Experimental Neurology. 177. 171-182 (2002)
• [文献書誌] Watanabe M, Fukuda Y: "Survival and axonal regeneration of retinal ganglion cells in adult cats"Progress in Retinal and Eye Research. 21. 529-553 (2002)
• [文献書誌] Watanabe M, Tokita Y, Katoh M, Fukuda Y: "Intravitreal injections of neurotrophic factors and forskolin enhance survival and axonal regeneration of axotomized beta ganglion cells in cat retina"Neuroscience. 116. 733-742 (2003)
• [文献書誌] Maki H, Watanabe M, Tokita Y, Saito K, Yoshida J: "Axons of alpha ganglion cells regenerate faster than other types into a peripheral nerve graft in adult cats"Journal of Neuroscience Research. (In press). (2003)
• [文献書誌] Kurimoto T, Miyoshi T, Yakura T, Watanabe M, Mimura O, Fukuda Y: "Apoptotic death of beta cells after optic nerve transection in adult cats"Journal of Neuroscience. (In press). (2003)
• [文献書誌] 三好智満: "実験動物の視覚-視神経の再生と視覚伝導路の再構築-"比較眼科研究. 21. 115-121 (2002)
• [文献書誌] Miyoshi T, Kurimoto T, Fukuda Y: "Brain Repair (Edited by Mathias Baehr)"Attempts to restore visual function after optic nerve damage in adult mammals (In press).