2003 Fiscal Year Annual Research Report
虚血神経細胞死におけるモードスイッチの分子基盤に関する研究
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02J03735
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
藤田 亮介 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科(薬学研究科), 特別研究員(PD)
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| Keywords | 細胞死モードスイッチ / ネクローシス / アポトーシス / 虚血 / グルコース / ATP / プロテインキナーゼC |
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| Research Abstract |
本年度はより詳細なモードスイッチ分子基盤の解明を行うべく検討を行った。これまで培養開始直後から無血清低密度培養にすることでネクローシスが誘導され、高密度培養ではアポトーシスが誘導されることを見いだした。さらに高密度培養上清(CM)およびCMより発見したNDIを添加することで低密度培養の細胞死がアポトーシスにモードスイッチし、この機構にプロテインキナーゼC(PKC)が関与することを明らかにした。今回、ネクローシスを起こす無血清低密度培養時には、細胞膜上に存在するグルコーストランスポーター(GLUT)が細胞内に局在を変えることで、グルコース取込みが低下し、細胞内ATP量が急激に減少することを見いだした。これに対してNDIを処置した細胞ではGLUTを細胞膜上に局在化させることで、グルコース取込みを増加させ、細胞内ATPを維持することでネクローシスを抑制していることを明らかにした。さらにこのメカニズムにはG_i蛋白質、ホスホリパーゼCおよひPKCが重要な役割を果たすことを薬理学的、免疫組織学的手法を用いて明らかにした。一方、アポトーシス誘導はBaxの発現増加によりmitochondria経路を介し、引き起こされることを明らかにした。NDIとは別に、細胞内ATPを維持するためクルコース量を増加させた培養液を用いて検討したところ、ネクローシス抑制だけではなく、Baxの発現増加を介したアポトーシス誘導により細胞死モードスイッチが起こることが示されたが、グルコース同様、ATP原料になるピルビン酸の場合では、ネクローシスを抑制するのみでアポトーシス誘導が見られなかった。この結果、NDIおよびグルコース処置で見られる細胞死モードスイッチには細胞内ATP量の維持によるネクローシスの抑制だけではなく、Baxを介したアポトーシスの誘導が必要であることが示唆された。
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[Publications] Hamabe W.: "Neuronal necrosis inhibition by insulin through protein kinase C activation."The Journal of Pharmacology And Experimental Therapeutics. 307. 205-212 (2003)
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[Publications] Fujita R.: "Protein kinase C-mediated necrosis-apoptosis switch of cortical neurons by conditioned medium factors secreted under the serum-free stress."Cell Death And Differentiation. 10. 782-790 (2003)
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[Publications] Fujita R.: "Protein kinase C-mediated cell death mode switch induced by high glucose."Cell Death And Differentiation. 10. 1336-1347 (2003)
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[Publications] Ueda M.: "The cognition-enhancer nefiracetam inhibits both necrosis and apoptosis in retinal ischemic models in vitro and in vivo."The Journal of Pharmacology And Experimental Therapeutics. (In press).
