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2011 年度 実績報告書

ネオエキヌリンAの神経細胞保護メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21580131
研究機関東京理科大学

研究代表者

渡邊 伸央  東京理科大学, 理工学部・応用生物科学科, 助教 (80396928)

研究分担者 新井 孝夫  東京理科大学, 理工学部・応用生物科学科, 教授 (60107422)
キーワードネオエキヌリンA / アルカロイド / アルカロイド / 一酸化窒素
研究概要

ネオエキヌリンAは、12時間以上共培養することにより、PC12細胞に活性窒素傷害に対する耐性を賦与する。ネオエキヌリンA処理よる細胞の変化を調べた結果、ライゼートレベルでは、解糖系・クレブス回路の個々の酵素活性に変化はなく、また、NAD(P)H含量にも変化はなかった。しかし、生細胞レベルにおいてNAD(P)Hを、フェナジン触媒下で細胞外テトラゾリウムによって酸化した場合、再還元活性が1.5倍程度上昇することが判明した。構造類自体であるプレエキヌリンには、この効果のみならず細胞耐性賦与活性も見られない。以上の結果より、ネオエキヌリンAによる活性窒素耐性賦与には、NAD(P)H産生の潜在能力(reserve capacity)の亢進に基づいていることが判明した。
活性窒素は細胞内タンパク質のチオール基(-SH)をニトロソ化する(-SNO)。しかしこの反応機序については混沌としている。一酸化窒素(NO)ドナーならびにニトロソ化システイン(CysNO)などを用いて探究した結果、ニトロソ化は培地成分により影響を受けることが判明した。生理食塩水中などでは、CysNOがアミノ酸トランスポーターを介して取り込まれることが必要であるが、通常の細胞培養培地では、基質アミノ酸との競合ならびにアルブミンへのニトロソ基転移反応のため、トランスポーターでの取り込みは起こらないことが示された。本解析により、細胞内タンパク質ニトロソ化に対するネオエキヌリンAの効果の検証が可能となった。
アルツハイマー病(AD)では、タウタンパク質が不溶化して細胞内に沈着する。この過程へのNOの関与を調べたところ、病的レベルのNOに細胞を少なくとも4日曝露するとタウが不溶化することを見出した。また、タウ沈着に先行し、過度のニトロソ化、プロテアソーム活性の低下、ならびにミトコンドリアの機能低下が起こることが判明した。本ADモデル系により、ネオエキヌリンAの有効性の検証が可能となった。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Prolonged nitric oxide treatment induces tau aggregation in SH-SY5Y cells2012

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, Nonaka T, Hasegawa M, Watanabe N, Arai T
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 510 ページ: 48-52

  • [雑誌論文] S-nitrosation of cellular proteins by NO donors in rat embryonic fibroblast 3Y1 cells : factors affecting S-nitrosation2011

    • 著者名/発表者名
      Ryuman N, et al
    • 雑誌名

      Oxidative Medicine and Cellular Longevity

      巻: 2,011 ページ: Article ID 450317,8

    • DOI

      10.1155/2011/450317

    • 査読あり
  • [学会発表] Neoechinulin A impedes cell death induced by mitochondrial complex I inhibitor rotenone2011

    • 著者名/発表者名
      Akashi S, Kimura T, Takeuchi T, Kuramochi K, Kobayashi S, Sugawara F, Watanabe N, Arai T
    • 学会等名
      18th Annual Meeting of the Society for Free Radical Biology and Medicine
    • 発表場所
      Atlanta, GA, USA
    • 年月日
      2011-12-18
  • [学会発表] Neoechinulin A confers resistance against nitrosative stress while inducing a significant depletion of cellular GSH2011

    • 著者名/発表者名
      Watanabe N, et al
    • 学会等名
      18th Annual Meeting of the Society for Free Radical Biology and Medicine
    • 発表場所
      Atlanta, GA, USA
    • 年月日
      2011-11-18
  • [学会発表] Prolonged nitric oxide treatment induces tau aggregation in SH-SY5Y cells2011

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, et al
    • 学会等名
      18th Annual Meeting of the Society for Free Radical Biology and Medicine
    • 発表場所
      Atlanta, GA, USA
    • 年月日
      2011-11-18

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公開日: 2013-06-26  

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