| 研究課題/領域番号 |
18390299
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
難波 栄二 鳥取大学, 生命機能研究支援センター, 教授 (40237631)
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| 研究分担者 |
檜垣 克美 鳥取大学, 生命機能研究支援センター, 准教授 (90294321)
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| キーワード | ライソゾーム / 神経変性疾患 / 細胞膜 / オートファジー / シグナル伝達 / 脂質 / 病態解明 / 治療法開発 |
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| 研究概要 |
幼児型GM1-ガングリオシドーシスモデルマウスであるβ-ガラクトシダーゼ遺伝子欠損マウスを用い、神経変性機構と神経栄養因子シグナルおよびオーファイジー異常との関連性を検討した。新生児期のモデルマウス脳組織(大脳・小脳)および小脳由来初代培養神経細胞においてリン酸化Trk蛋白質が正常マウスに比べ著しく減少していた。培養液への脳由来神経栄養因子(BDNF)の添加は、β-ガラクトシダーゼ遺伝子欠損神経細胞のリン酸化Trkの発現を上昇し、細胞死を抑制した。一方、神経症状発症後の8-10ヶ月齢のモデルマウス脳では、Trkリン酸化が正常マウスに対し異常に亢進していた。リン酸化Trkの亢進は、GM1ガングリオシドとコレステロールの蓄積した神経細胞に特異的であった。また、Trk蛋白質はエンドソーム分画に集積し、ユビキチン化されていた。
オートファジーに関連するLC3IIとBeclin-I蛋白質は、β-ガラクトシダーゼ遺伝子欠損マウス脳GM1蓄積細胞において亢進し、Akt/Erk/mTORのリン酸化が正常マウスに比べ亢進していた。また、モデルマウス大脳由来培養アストロサイトは、ミトコンドリア形態異常と膜機能の低下を示した。また、ミトコンドリア酸化ストレス誘導に対し高感受性を示し、ATP、オートファジー抑制剤(3-MA)およびカスパーゼ阻害剤によりその作用は抑制された。また、正常アストロサイトにクロロキンを添加したアストロサイトでも同様の効果を認めた。以上から、オートファゴソーム-ライソゾーム融合不全から引き起こされるオートファジー異常がミトコンドリア異常を介した細胞死を引き起こしていることが示された
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