糖尿病性神経障害における非酵素的糖化反応の影響と治療

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12770645
• 研究機関: 愛知医科大学
• 研究代表者: 加藤 宏一 愛知医科大学, 医学部, 助手 (40319322)
• キーワード: 糖尿病性神経障害 / 非酵素的糖化反応 / protein kinase C / ポリオール代謝

研究概要

糖尿病性神経障害におけるグルコースおよび非酵素的糖化反応の影響を検討する目的で、培養シュワン細胞および培養ラットシュワノーマ(JS1)細胞を用いグルコースのProtein kinase C(PKC)活性、さらに[H^3]-チミジンの細胞内取り込みを指標とした細胞増殖能に対する影響を検討した。20mMグルコース下においてシュワン細胞およびJS1細胞を1-2週間培養したところ、チミジン細胞内取り込みおよびPKC活性の有意な低下が観察された。アルドース還元酵素阻害薬をグルコースと同時に附加することにより、これらの異常は有意に改善された。神経系細胞においてグルコースによりポリオール代謝異常を介したPKC活性低下と細胞増殖能の抑制が惹起されることが明らかとなった。これに対して糖尿病性神経障害の成因として血流異常が知られており、神経内血管におけるグルコースおよび非酵素的糖化反応によるPKC活性異常、特にPKC-β活性の亢進を介した神経内血流低下が想定されている。そこで糖尿病ラットにおけるPKC-β特異的阻害薬LY333531(LY)の神経機能および神経組織におけるPKC活性異常に対する効果を検討した。糖尿病ラットにおいて神経伝導速度の遅延、神経内血流量の減少および坐骨神経リン酸化PKC発現量の低下が観察された。LY投与により糖尿病ラットにおける神経内血流量減少はほぼ正常化され、神経伝導速度遅延は部分的ではあるが有意に改善した。さらには糖尿病ラットにおける神経リン酸化PKC発現量はLY投与により有意に改善した。この結果から糖尿病ラット神経血管におけるPKCβ活性亢進による神経血流量低下が神経障害の重要な成因であり、神経内血管での高血糖および非酵素的糖化反応によるPKC活性異常が糖尿病性神経障害の発症・進展に深く関与していると考えられた。今後、正常および糖尿病ラット坐骨神経におけるPKCアイソフォームの局在も検討する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Nakamura J.,Kasuya Y.,Hamada Y.,Nakashima N.,Naruse K.,Yasuda Y.,Kato K.,Hotta N.: "Glucose-induced hyperproliferation of cultured rat aortic smooth muscle cells through polyol pathway hyperactivity."Diabetologia.. (In press). (2001)
• [文献書誌] Yasuda Y.,Nakamura J.,Hamada Y.,Nakayama M.,Chaya S.,Naruse K.,Nakashima E.,Kato K., et al.: "Role of PKC and TGF-beta receptor in glucose-induced proliferation of smooth muscle cells."Biochem Biophys Res Commun.. 281(1). 71-77 (2001)
• [文献書誌] Hamada Y.,Nakamura J.,Naruse K.,Komori T.,Kato K.,Kasuya Y.,Nagai R.,Horiuchi S.,Hotta N.: "Epalrestat, an aldose reductase ihibitor, reduces the levels of Nepsilon-(carboxymethyl)lysine protein adducts and their precursors in erythrocytes from diabetic patients."Diabetes Care.. 23(10). 1539-1544 (2000)
• [文献書誌] Naruse K.,Nakamura J.,Hamada Y.,Nakayama M.,Chaya S.,Komori T.,Kato K.,Kasuya Y., et al.: "Aldose reductase inhibition prevents glucose-induced apoptosis in cultured bovine retinal microvascular pericytes."Exp Eye Res.. 71(3). 309-315 (2000)