神経系の発達とニュ-ロン・グリアの相互作用ー細胞間物質の関与

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63570376
• 研究機関: 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所
• 研究代表者: 仙波 りつ子 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 主任研究員 (80100163)
• 研究分担者: 松井 ふみ子 愛知県心身障害者コロニー, 発達障害研究所, 研究助手
• キーワード: PC12細胞 / 神経成長因子 / プロテオグリカン / ヘパラン硫酸 / コンドロイチン硫酸 / 細胞間物質

研究概要

神経系の発達にはニュ-ロン・グリアの相互作用が不可欠であるが、その物質的背景は必ずしも明らかでない。プロテオグリカン(PG)も神経系の発達に欠くことのできない物質であり、PGの異常をおこす疾患は、しばしば精神遅滞を伴う。しかしながら、神経系のPGに関する知見は少ない。私達は、神経細胞のモデル細胞、PC12細胞を用い、神経成長因子によって誘発される細胞分化に伴うPGの変化を調べ、1)ヘパラン硫酸(HS)、コンドロイチン硫酸(CS)の量的増加とHSの構造変化が起きること、2)HSPG、HS、CSPG、CSの分子サイズに変化が起こること、3)これらの変化が突起形成に先立って起こることを明らかにした。また、脳のCSPGがPC12細胞の突起形成を阻害することも明らかにした。今年度は、1)PC12細胞の産生するPGのコアプロテインのサイズおよびNGFによる変化、2)脳のCSPGによるPC12細胞の増殖に対する作用について調べた。その結果、下記のことが明らかとなった。
1 未分化なPC12細胞では、細胞結合性のPGのコアプロテインが、HSPGで61K、CSPGで92Kであった。神経成長因子で分化した細胞では、51KのコアプロテインをもつHSPGがあらたに検出された。
2.培養液に放出される4種類のGSPGのうち、全体のサイズがもっとも大きいCSPGのコアプロテインは105Kであり、その他のCSPGのコアプロテインは15ー17Kであった。105Kのコアプロテインおよび硫酸化の程度の高いCSPGの含量がNGF存在下で顕著に増加した。後者のCSPGは突起形成にともなって増加した。
3.脳のCSPGはPC12細胞の細胞接着を阻害しなかった。
4.PC12細胞の培養液に脳のCSPG添加後6時間頃から細胞増殖が停止した。しかしながら、CSPG添加直後のサイミジンの取り込みは、むしろ高かった。

研究成果

• [文献書誌] Sano,M.: "Changes in levels of microtubuleーassociated proteins in relation to the outgrowth of neurites from PC12D cells,a forskolinーand nerve growth factorーresponsive subline of PC12 pheochromocytoma cells." Brain,Res.,. 510. 269-276 (1990)
• [文献書誌] KatohーSemba,R.: "Influences of neonatal and adult exposure to testosterone on the levels of the βーsubunit of nerve growth factor in the neural tissues of mice." Brain Res.,. 522. 112-117 (1990)
• [文献書誌] 仙波 りつ子: "神経系のプロテオグリカンの性質とその作用" 神経研究の進歩. 34. 612-617 (1990)
• [文献書誌] 仙波 りつ子: "神経細胞の形態変化とプロテオグリカン" 細胞. 22. 340-345 (1990)
• [文献書誌] KatohーSemba,R.,: "Changes in glycosaminoglycans during the neuritoーgenesis in PC12 pheochromocytoma cells induced by nerve grwoth factor." J.Neurochem.,. 55. 1749-1757 (1990)
• [文献書誌] Oohira,A.: "Inhibitory effects of brain chondroitin sulfate proteoーglycans on neurite outgrowth from PC12D cells." J.Neurosci.,. (1991)
• [文献書誌] KatohーSemba,R.: "Elevated concentration of βーnerve grwoth factor in selected tissues from senescenceーaccelerated mice (SAMーP/8)" Mech.Ageing Dev.(1991)
• [文献書誌] KatohーSemba,R.: "NGFーinduced changes in structure of sulfated proteoーglycans in PC12 cells." (1991)