ミュラー細胞によるガス状メディエータを介した網膜内情報伝達制御機構の解析

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680850
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 梶村 眞弓 慶應義塾大学, 医学部, 助手 (10327497)
• 研究分担者: 津山 伸吾 大阪府立大学, 農学部, 教授 (00094508) ; 末松 誠 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (00206385)
• キーワード: soluble guanylate cyclase / carbon monoxide / nitric oxide / retina / Muller cell

研究概要

可溶性グアニル酸シクラーゼ(sGC)は、網膜組織において神経細胞の制御分子として重要な役割を担うcGMPの生成反応を触媒するヘム酵素である。sGCの酵素活性はNOやCOによって増強されることが報告されているが、その両者が生成される部位でのin vivoの活性調節機構については不明な点が多い。我々は、脳神経組織のモデルとして組織を構成する細胞種が同定しやすいラット網膜を用い、sGCによるガスシグナリングの空間的解析を試みた。このため、特定のガス状メディエータの産生あるいは抑制刺激として作用しうる可能性のある物質(例えば、zinc protoporphyrin lXをheme oxygenaseの競合的阻害剤として)をラットに注入した後固定した網膜組織でsGC活性動態を免疫組織学的にin situで検証した。sGC活性化に伴う構造変化を認識する抗sGC単クローン抗体(mAb3221)よる染色像を用いたgrey level morphometryを網膜の異なる細胞層ごとに施行したところ、L-arginineの血管内投与でsGCの活性化が増加、NOS阻害剤であるN^ω-L-arginine methyl投与で減少した。またHO阻害剤であるzinc protoporphyrin lX投与によってsGCは著明に活性化することが示された。またsGCは網膜の支持細胞であるM ller細胞に恒常的に発現しており、またCO産生酵素であるheme oxygenase(HO)-2がsGC同様Muller細胞に高発現していること、一方NOの生成系は少数のamacrine細胞および比較的サイズの大きい微小血管内皮細胞に限られていることが判明した。この知見はMuller細胞がストレスを感知しオートクライン的にsGC活性を修飾していることを示唆している。また一方ウシ肺から精製したsGCの酵素精製標品を用いたin vitroの解析では溶液中のNOがCOに比べて相対的に高い時、COはNO依存性のcGMP生成を抑制することが示された。以上の結果より定常状態では内因性のCOがNOによるsGC活性化に抑制的に作用することが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Kajimura, M, Tsuyama, S., Suematsu, M: "Microtopography of gaseous monoxide production in liver and retina of rats"Microcirculation Annual. 17. 3-4 (2001)
• [文献書誌] M. Kajimura, S. Tsuyama, M. Suematsu: "Soluble guanylate cyclase in the rat retina : a sensor of gaseous mediators"7^<th> World Congress for Microcirculation. Ab#2-37 (2001)
• [文献書誌] Kashiba, M., Kajimura, M., Goda, N., Suematsu, M: "From O_2 to H_2S : A Landscape View of Gas Biology"Keio Journal of Medicine. (In press).
• [文献書誌] Kajimura, M., Kashiba, M., Goda, N., Suematsu, M.: "Organ design for generation and reception of CO : lessons from the liver"Antioxidants and Redox Signaling. (In press).