グルココルチコイド受容体活性化を介したミトコンドリア障害機序の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14570601
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 三ツ井 貴夫 徳島大学, 医学部附属病院, 講師 (80294726)
• 研究分担者: 東 博之 徳島大学, 医学部, 助教授 (10241275) ; 赤池 雅史 徳島大学, 医学部附属病院, 助手 (90271080)
• キーワード: グルココルチコイド / グルココルチコイド受容体 / ミトコンドリア障害 / 神経細胞 / 筋細胞

研究概要

我々は、グルココルチコイド長期投与で骨格筋のミトコンドリア機能障害をきたすこと、その障害には活性酸素の過剰産生が密接に関係することを見出した。本研究は、グルココルチコイドが実際に培養神経・筋細胞においても活性酸素の過剰産生とミトコンドリア障害をきたすことを立証し、さらにその作用が活性化されたグルココルチコイド受容体を介したものであるか否か、さらに同受容体がミトコンドリア遺伝子の転写に直接作用したものであるか否かを明らかにすることを目的として計画された。平成14年度において、以下の知見が明かとなった。
1)培養神経細胞および筋細胞におけるグルココルチコイドによるミトコンドリア障害の検討
培養神経細胞(SH-SY5Y、TE671)および培養筋細胞(RD、L6)にデキザメサゾン(10^<-5>-10^<-7>M,1h-72h)を添加し、ミトコンドリア機能、膜電位の変化、アポトーシスおよびO^<2->の産生をFACS法にてそれぞれ解析したところ、ミトコンドリア膜電位の低下、アポトーシスの増加および活性酸素の過剰産生がおこり、これらの変化はミトコンドリアにおける活性酸素のスカベンジャーであるSOD-1の同時添加で抑制された。
2)グルココルチコイド受容体の細胞内局在の解析
ヒトグルココルチコイド受容体のcDNAクローンをGFP発現ベクターに導入し、GRF融合蛋白として培養神経細胞・筋細胞に一時的に発現させたのち、この細胞にデキザメサゾン(10^<-5>-10^<-7>M,1h-72h)を添加した時のGFP融合蛋白の細胞内動態を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。その結果、グルココルチコイド受容体はグルココルチコイド非添加時にはcytosolに存在するものの、同剤の添加時には同受容体が核に移動した。さらに一部一部のシグナルはミトコンドリアに局在していることが示唆された。
以上より、グルココルチコイドは培養神経・筋細胞においてもミトコンドリア障害とアポトーシスを誘発すること、その原因として活性酸素の過剰産生が関与していることが示唆された。さらに、グルココルチコイドはミトコンドリアに活性化されたグルココルチコイド受容体を介して、直接作用している可能性が考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Takao Mitsui, et al.: "Chronic corticosteroid administration causes mitochondrial dysfunction in skeletal muscle"J.Neurol.. 249. 1004-1009 (2002)
• [文献書誌] Takao Mitsui, et al.: "Mitochondrial damage in patients with long-term corticosteroid therapy : development of oculoskeletal symptoms similar to mitochondrial disease"Acta Neuropath.. 104. 260-266 (2002)
• [文献書誌] Yasushi Oshima, et al.: "Central motor conduction in patients with anti-ganglioside antibody-associated neuropathy syndromes and hyperreflexia"J. Neurol.Neurosurg.Psychiatry. 73. 568-573 (2002)
• [文献書誌] Takahiko Iuchi, et al.: "Glucocorticoid excess induces superoxide production in vascular endothelial cells and elicits vascular endotherial dysfunction"Circ Res. 92. 81-87 (2003)
• [文献書誌] Etsuko Sekimoto, et al.: "Delayed vasospasm in late postpartum cerebral angiopathy after withdrawal of mathylergometrine"Cerebrovasc Dis. 13. 288-289 (2002)
• [文献書誌] Yoshifumi Umaki, et al.: "Apoptosis-related changes in skeletal muscles of patients with mitochondrial diseases"Acta Neuropath. 103. 163-170 (2002)