加齢動物の脳における酸化修飾タンパク質の役割:運動による酸化ストレスへの介入研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12672126
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 後藤 佐多良 東邦大学, 薬学部, 教授 (10012650)
• 研究分担者: 阿部 量一 日本学術振興会, 薬学部, 特別研究員
• キーワード: 酸化ストレス / 抗酸化能 / 学習記憶 / カルボニル化 / プロテアソーム / 運動

研究概要

適度な持続的酸化ストレスは、生体の抗酸化能力を高めて、虚血再還流などで局所的に起こりうるより強度な酸化等のストレスに対する抵抗力を増強する可能性がある。その可能性の当否を調べ、もし、そうなら、それが高齢でどの程度保たれるか否かを検証するのが本研究の目的である。
本年度は、若年齢期および中年齢期のラットに穏やかな運動として一日一時間の水泳を週5日、9週間させた後、シャトルボックスによる受動的刺激回避能力、ポールジャンプテストによる能動的刺激回避能力を測定し、学習記憶能力を評価した。また、脳タンパク質の酸化傷害の指標としてカルボニル化度を分光化学的方法およびウエスタンブロット法で、異常タンパク質除去能力の指標としてプロテアソーム活性を蛍光ペプチド基質を用いて、測定した。その結果、若齢、中齢ラットとも運動によってカルボニル化度の低下、プロテアソーム活性の上昇が見られ、能動的回避能力が上昇した。これらの知見は、穏やかな持続的運動が脳に有益な作用をもたらすことを示唆する。老齢ラットにスピントラップ剤を投与するとカルボニル化タンパク質が減少するとともに学習記憶能力が改善されるという文献上の知見と合わせ考えると、タンパク質酸化を指標にして脳機能改善の方策を探る可能性が示された。
今後は、ウエスタンブロットで検出された顕著にカルボニル化されたタンパク質の同定およびより高齢の動物での運動の影響を明らかにしたい。

研究成果

• [文献書誌] Radak Z,Goto S. 他: "Exercise preconditioning against hydrogen peroxide-induced oxidative damage in proteins of rat myocardium."Arch.Biochem.Biophys.376(2000)248-251. 376. 248-251 (2000)
• [文献書誌] Nagai M,Goto S. 他: "Dietary restriction initiated late in life can reduce mitochondrial protein carbonyls in rat livers : Western blot studies."Biogerontology 1(2000)321-328. 1. 321-328 (2000)
• [文献書誌] Morita M,Goto S, 他: "insulin-degrading enzyme exists inside of rat liver peroxisomes and degrades oxidized proteins."Cell Structure and Function (2000). 25. 309-315 (2000)
• [文献書誌] Radak Z,Goto S 他: "Regular training modulates the accumulation of reactive carbonyl derivatives in mitochondrial and cytosolic fractions of rat skeletal muscle."Arch.Biochem.Biophys.383(2000)114-118. 383. 110-118 (2000)
• [文献書誌] 後藤佐多良,高橋良哉: "細胞と分子のレベルから見た老化メカニズム:研究現状、特集「透析痴呆患者のケア」"(メディカ出版)「透析ケア」6(2000)14-21. 6. 14-21 (2000)
• [文献書誌] Takahashi R,Goto S. 他: "Gerontological Approaches to care for the aged in the 21^<st> century 2000,p.139-143"ed. Choi SJ et al. The Federation of Korean Gerontological Society. 648 (2000)
• [文献書誌] Radak Z,Goto S.: "Free Radicals in Exercise and Aging (ed. Radak Z. Human Kinetics, Champaign, IL, USA, 2000) p.l77-209"ed. Radak Z. Human Kinetics, Champaign, IL, USA. 265 (2000)