網膜神経細胞死における遺伝子の発現プロファイリングと遺伝子治療への応用

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13470364
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 吉村 長久 信州大学, 医学部, 教授 (70211662)
• 研究分担者: 渋木 宏人 信州大学, 医学部附属病院, 助手 (70313864) ; 太田 浩一 信州大学, 医学部, 講師 (70262730) ; 菊池 孝信 機器分析センター, 教授 (50177797) ; 黒岩 さち子 信州大学, 医学部附属病院, 助手 (60313863)
• キーワード: 網膜神経細胞死 / 網膜虚血再灌流 / 緑内障 / DNAチップ / 遺伝子発現変化

研究概要

ラット網膜虚血再灌流障害モデルとサル緑内障モデルを作成し、2つのモデルについてgene chip解析を行った。ラット網膜虚血再灌流障害モデルについては、約10,000の遺伝子についてその発現変化を検討した。その結果、約10,000の遺伝子のうち、135の遺伝子発現が3倍以上の上昇を示した。これらについて、遺伝子の分類を行った。発現上昇を示した遺伝子は、以下の6群に分類可能であった。1)転写因子2)細胞周期関連遺伝子3)ストレス反応遺伝子4)細胞情報伝達遺伝子5)細胞接着遺伝子6)タンパク分解酵素遺伝子7)細胞代謝遺伝子。これらのうち、1)から3)に分類される遺伝子のいくつかについて、real time PCR解析を施行して、遺伝子発現の経時変化についても検討した。その結果、網膜虚血再灌流障害時の神経細胞死に上記1)と2)に分類される遺伝子が大きな役割を果たしていることが明らかとなった。
サル緑内障モデルでは、ラット網膜虚血再灌流モデルに比し、発現が上昇した遺伝子の頻度は遙かに少なかった。注目すべき遺伝子にセルロプラスミンがあった。セルロプラスミンは、視神経切断モデルにおいても発現上昇が起こることが報告されている。また、活性酸素消去作用を持つタンパクである。緑内障における網膜神経細胞死にも活性酸素が重要な役割を果たしていることを示す研究結果と考えている。
これらの研究成果については、既に論文として報告した。遺伝子治療への応用については、今後の課題として残ることになった。

研究成果

• [文献書誌] Shibuki H, Katai N, Kuroiwa S, Kurokawa T, Arai J, Matsumoto K, Nakamura T, Yoshimura N: "Expression and neuroprotective effect of hepatocyte growth factor in retinal ischemia-reperfusion injury"Investigative Ophthalmology and Visual Science. 43・2. 528-536 (2002)
• [文献書誌] Yoshimura N, Kikuchi T, Kuroiwa S, Gaun S: "Differential temporal and spatial expression of immediate early genes in retinal neurons following ischemia-reperfusion injury"Investigative Ophthalmology and Visual Science. 44・5. 2211-2220 (2003)
• [文献書誌] Miyahara, T., Kikuchi, T., Akimoto, M., Kurokawa, T., Shibuki, T., Yoshimura, N.: "Gene mMicroarray analysis of experimental glaucomatous retina from cynomologous monkey"Investigative Ophthalmology and Visual Science. 44・10. 4347-4356 (2003)