成人心筋細胞におけるアポトーシス・シグナル伝達機構の特異性の解明-ラット培養成人心筋細胞を用いた検討-

2002 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 13670700
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 循環器内科学
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 竹村 元三 岐阜大学, 医学部附属病院, 講師 (40283311)
• 研究分担者: 藤原 久義 岐阜大学, 大学院・医学研究科, 教授 (80115930)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• キーワード: アポトーシス / 心筋細胞 / シグナル伝達 / Fas / Fasリガンド・システム / MAPKファミリー / 超微形態

研究概要

新生児マウスより単離培養した心筋細胞に対し、アゴニスト抗Fas抗体(FA,1μg/ml)によるFas刺激をAD(0.05μg/ml)存在下で行ったところ(FA+AD)、Fasの過剰発現、Fas下流のシグナル伝達経路のうち"Alternate pathway"に位置するc-Jun N-terminal kinase (JNK)の活性化、Baxの過剰発現、Caspase-3の活性化、Inhibitor of caspase-3 dependent DNase (ICAD)の不活化(すなわちCADの活性化)、そしてDNA断片化ならびにアポトーシスの形態が観察された。FA単独ないしAD単独では上記の変化はみとめられなかった。一方、FA単独刺激により、JNKを含むMitogen-activated protein kinases (MAPKs)を不活化するMitogen-activated protein kinase phosphatase-1(MKP-1)mRNAの過剰発現がみとめられた。このMKP-1 mRNA過剰発現はFA+ADあるいはAD単独では生じなかった。MKP-1に対するアンチセンス・オリゴヌクレオチドで前処理した心筋細胞はFA単独刺激によりアポトーシスに陥った。これに対しJNK1に対するアンチセンスで前処理した心筋細胞はFA+AD刺激によってもアポトーシスに陥らなかった。一方、FA+AD処理によりFas下流の"Classic pathway"に位置するCaspase-8の活性化はみられず、またp38 MAPKやExtracellular signal-regulated kinase (ERK)の活性化もみとめられなかった。以上より、1)FA+ADによる心筋細胞のアポトーシスはJNK, Bax, Caspase-3,CADを介するAlternate pathwayに依存し、これにはFasの過剰発現というポジティブフィードバック機構も含まれる。2)Fas刺激にてMKP-1が過剰発現しJNKの過剰な活性化を抑制する。これがFas単独刺激では心筋細胞のアポトーシスがおこらない理由と考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Aoyama T, Takemura G, Maruyama M, et al.: "Molecular mechanisms of non-apoptosis by Fas stimulation alone versus apoptosis with an additional actinomycin D in cultured cardiomyocytes"Cardiovascular Research. 55. 787-798 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hayakawa K, Takemura G, Koda M, et al.: "Sensitivity to apoptosis signal, clearance rate, and ultrastructure of Fas ligand-induced apoptosis in in vivo adult cardiac cells"Circulation. 105. 3039-3045 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Aoyama T, Takemura G, Maruyama R, Kosai K, Takahashi T, Koda M, Hayakawa K, Kawase Y, Minatoguchi S, Fujiwara H.: "Molecular mechanisms of non-apoptosis by Fas stimulation alone, versus apoptosis with an additional actinomycin D in cultured cardiomyocytes"Cardiovascular Research. 55(4). 787-798 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hayakawa K, Takemura G, Koda M, Kawase Y, Maruyama R, Li Y, Minatoguchi S, Fujiwara T, Fujiwara H: "Sensitivity to apoptosis signals, clearance rate, and ultrastructure of Fas ligand induced apoptosis in in vivo adult cardiac cells"Circulation. 105(25). 3039-3045 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より