トランスグルタミナーゼの神経系における役割りについて-神経再生の分子機序解明-

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12680750
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 加藤 聖 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (10019614)
• 研究分担者: 松川 通 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (30219414) ; 谷井 秀治 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (90110618)
• キーワード: 金魚 / 視神経再生 / 遺伝子発現 / トランスグルタミネース / 神経突起の伸長

研究概要

神経再生時に誘導のかかる酵素の一つにトランスグルタミネース(TG)がある。TGはタンパク質架橋酵素であり上皮細胞型、組織型、神経型等が知られている。しかし本酵素の神経系における役割や細胞局在に関しては不明なことが多い。特に中枢神経系の軸索再生時については殆ど報告がない。そこで我々は金魚視覚神経を神経再生のモデルとしてTGの役割を検索した。まず、金魚網膜TGcDNAをクローニングし全塩基配列を決定した。更にこのcDNAを大腸菌DNAに挿入しTGの融合タンパク(分子量約75kD)を作成し活性のあるリコンビナントTGタンパクを入手した。次いでウサギにリコンビナントTGタンパクを注射し、抗TG抗体を作製した。この抗体やmRNA(cDNA)をプローブとして視神経切断後の網膜を経時的に免疫組織化学やin situハイブリ法で比較検討した。その結果、視神経切断後TG発現が5〜10日から有意に上昇し、20〜30日でピークとなりその後50〜60日で正常に復した。この発現上昇の局在は網膜神経節細胞に限局していた。金魚の視神経線維の再生は切断7〜10日位で開始されるので、この時期と一致する。TGの誘導は金魚の視神経再生線維の伸長に何らかの役割を演じていると考えられる。更に抗血清を精製しTGの中和抗体による再生伸長の抑制の実験を試みたところ、成熟網膜培養系において網膜片からの神経突起の伸長をこのTG抗体が濃度依存的に抑制したことにより、TGの神経突起伸長作用がより明瞭に証明された。現在その内在性の基質を探索しているところである。

研究成果

• [文献書誌] Devadas, M. et al.: "Changes in NADPH diaphorase expression in the fish visual system during optic nerve regeneration and retinal development"Neurosci. Res.. 40. 359-365 (2001)
• [文献書誌] Arai, K. et al.: "A simple estimation of peroxisomal degradation with green fluorescent protein - an application for cell cycle analysis"FEBS Lett.. 507. 181-186 (2001)
• [文献書誌] Oka, R. et al.: "Reduction in the local expression of complement component 6(C6) and7(C7) mRNAs in oesophageal carcinoma"Eur. J. Cancer. 37(9). 1158-1165 (2001)
• [文献書誌] Liu, Z. W. et al.: "Na, K-ATPase alpha 3 subunit in the goldfish retina during optic nerve regeneration"J. Neurochem. 80. 1-8 (2002)
• [文献書誌] Sugitani, K. et al.: "The goldfish visual system as a useful model for CNS regeneration: From gene to behaviour"Recent Res. Devel. Neurochem. (in press). (2002)
• [文献書誌] Devadas, M. et al.: "New Insights Into Retinal Degenerative Diseases, Edited by Anderson et al., Kluwer Academic/Plenum Publishers"A multidisciplinary approach to investigating optic nerve regeneration in the goldfish. 153-161 (2001)