低酸素ストレス負荷における脳内グリア細胞の応答と神経細胞に与える影響

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21592302
• 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: 救急医学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 伊関 憲 山形大学, 医学部, 准教授 (70332921)
• 研究分担者: 後藤 薫 山形大学, 医学部, 教授 (30234975)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 生体ストレス応答 / OGD酸素グルコース欠乏 / 海馬神経細胞 / 核内脂質代謝酵素 / 細胞死

研究概要

ジアシルグリセロールキナーゼ(DGK)はジアシルグリセロール(DG)の代謝を介して細胞内情報伝達に重要な役割を果たす。我々は、DGKアイソザイムの1つであるζ型DGKが核移行シグナルを有し核内に存在すること、一過性脳虚血(20分間)モデルラットの海馬CA1錐体細胞において核から細胞質に移行し再還流後も核内に戻ることはないことを報告してきた。しかし、虚血ストレスにおけるζ型DGKの核外移行に関する詳細なメカニズムおよび機能的意義は未だ不明である。本研究では、脳虚血負荷実験をシミュレートするためにラット海馬スライスに酸素グルコース欠乏負荷(oxygen-glucose deprivation : OGD)を与え、ζ型DGKの細胞内局在の経時的変化を詳細に検討した。ζ型DGKは動物モデル実験と同様、OGD負荷20分後から徐々に核外に移行し、その後、酸素グルコースを含む通常培養条件下に戻しても再び核内に戻ることはなかった。一方、OGD負荷10分後ではζ型DGKの核外移行は認められないが、その後、通常培養条件下に戻すと60分後にはζ型DGKが完全に核外へ移行することが明らかとなった。以上より、10分間のOGD負荷により細胞死カスケードが作動し、ζ型DGKの核外移行が誘導された可能性が示唆された。さらにグルタミン酸毒性との関連性を追求するために、通常培養条件下においてNMDAを添加するとζ型DGKの核外移行が誘導され、一方OGD負荷時にNMDA受容体を阻害するとζ型DGKの核外移行は認められなくなった。また、細胞外Ca2+をキレートしOGD負荷を行うとζ型DGKの核外移行は起こらなかった。以上よりζ型DGKの核外移行には、NMDA受容体刺激による細胞外Ca2+の細胞内流入が重要であると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] NMDA receptor-mediated Ca(2+) influx triggers nucleocytoplasmic translocation of diacylglycerol kinase ζ under oxygen-glucose deprivation conditions, an in vitro model of ischemia, in rat hippocampal slices (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y, Yamazaki Y, Hozumi Y, Okada M, Tanaka T, Iseki K, Ohta N, Aoyagi M, Fujii S, Goto K
  • 雑誌名: Histochem Cell Biol 巻: 137(4) ページ: 499-511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Altered expression pattern of testican-1 mRNA after brain injury (2011)
  • 著者名/発表者名: Iseki K, Hagino S, Zhang Y, Mori T, Sato N, Yokoya S, Hozumi Y, Goto K, Tase C
  • 雑誌名: Biomed Res 巻: 32(6) ページ: 373-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a functional nuclear export sequence in diacylglycerol kinase-zeta (2010)
  • 著者名/発表者名: Evangelisti C, Gaboardi GC, Billi AM, Ognibene A, Goto K, Tazzari PL, McCubrey JA, Martelli AM
  • 雑誌名: Cell Cycle 巻: 9(2) ページ: 384-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signaling Cascade of Diacylglycerol Kinase β in the Pituitary Intermediate Lobe : Dopamine D2 Receptor/PhospholipaseC β 4/Diacylglycerol Kinase β/Protein Kinase C_α (2009)
  • 著者名/発表者名: Hozumi Y, Watanabe M, Goto K.
  • 雑誌名: J Histochem Cytochem
  • 査読あり
• [雑誌論文] Brain trauma induces expression of diacylglycerol kinase zeta in microglia (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakano T, Iseki K, Hozumi Y, Kawamae K, Wakabayashi I, Goto K
  • 雑誌名: Neurosci Lett 巻: 461(2) ページ: 110-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of diacylglycerol kinase epsilon on stress fibers in vascular smooth muscle cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakano T, Hozumi Y, Goto K, Wakabayashi I
  • 雑誌名: Cell Tissue Res 巻: 337(1) ページ: 167-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase beta promotes dendritic outgrowth and spine maturation in developing hippocampal neurons (2009)
  • 著者名/発表者名: Hozumi Y, Watanabe M, Otani K, Goto K
  • 雑誌名: BMC Neurosci 巻: 10 ページ: 99
  • 査読あり
• [学会発表] Nuclear assembly proteinはDGKζの核細胞質間輸送を制御する (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡田雅司, 後藤薫
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会・第83回日本生化学大会合同大会
  • 発表場所: 神戸、神戸国際会議場
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] 細胞質局在型ジアシルグリセロールζは細胞死を抑制する (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中俊昭, 後藤薫
  • 学会等名: 日本解剖学会東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 旭川、旭川医科大学
  • 年月日: 20100925-26
• [学会発表] 海馬スライスにおける酸素グルコース欠乏負荷によるζ型ジアシルグリセロールキナーゼの細胞内局在の変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木祐輔, 後藤薫
  • 学会等名: 第55回日本解剖学会東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 仙台、東北大学医学部
  • 年月日: 20090926-27
• [学会発表] Nucleocytoplasmic translocation of diacylglycerol kinase zeta under oxygen and glucose deprivation in rat hippocampal slices (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y, Yamazaki Y, Kaneko K, Fujii S, Iseki K, Goto K
  • 学会等名: 39th Annual Meeting of Neuroscience
  • 発表場所: シカゴ、アメリカ
  • 年月日: 2009-10-18
• [学会発表] Upregulation of agrin in the reactive astrocytes after brain injury (2009)
  • 著者名/発表者名: Iseki K, Goto K
  • 学会等名: 9th European Meeting on Glial Cells
  • 発表場所: パリ、フランス
  • 年月日: 2009-09-11