ALSモデル動物の単一運動ニューロンにおけるグルタミン酸受容体分子変化の検討

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12050211
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 郭 伸 東京大学, 医学部・附属病院, 助教授 (40160981)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 後藤 順 東京大学, 医学部・附属病院, 助手 (10211252)
• Keywords: グルタミン酸受容体 / 筋萎縮性側索硬化症 / 脊髄運動ニューロン / RNA編集 / GluR2 / AMPA受容体

Research Abstract

我々はALSの脊髄前角にグルタミン酸受容体サブタイプであるAMPA受容体にCa^<2+>透過性を亢進させる分子変化が生じていることを報告し、とくにGluR2 mRNA編集率の低下はALSに疾患特異的な変化であり、本疾患の神経細胞死に関わっている可能性が高いことを示した。本研究では、この変化のALSの病因との関わりをより明らかにするために、上記の分子変化の有無をALSおよびモデル動物の単一運動ニューロン組織について検討した。ラット脊髄クモ膜下腔に微小浸透圧ポンプを用いてカイニン酸を2ヶ月間投与したモデルを用い、rotarodにより運動機能低下のみられたラットを人工髄液を投与したラットを対照としてmRNA発現の変化を検討した。取り出した脊髄凍結切片よりレーザーダイセクター(浜松フォトグラフィクス社)を用いて単一細胞を切りだし、RT-PCR、PCR産物の制限酵素処理を行いGluR2 mRNAの編集(RNA editing)率を測定した。ALSモデルラットは、20-30%で2-5週以降に後肢の運動機能低下を示した。切り出した単一運動ニューロンでは、対照群では全てのRT-PCR産物が検出できたのに対し、カイニン酸投与群ではG3PDHは全ての細胞でRT-PCR産物が検出できたが、GluR2は約半数のみであった。検出されたGluR2 RNA編集率は全て100%であった。凍結保存ALS患者の脊髄についても同一の方法により検討した結果、正常対照ヒト脊髄運動ニューロンではGluR2 mRNA編集率がほぼ100%であるのに対し、2症例のALS運動ニューロンでは平均50%以下に低下していた。GluR2 mRNA編集率の変化は、脊髄運動ニューロンに生じていることを示し、ALSの運動ニューロン死へのAMPA受容体の分子変化の関与を支持する更なる知見を得た。カイニン酸の髄注によりALS類似の脊髄運動ニューロンの変性を引き起こし、GluR2 mRNAのdown-regulationが起こっている可能性を示した。

Research Products

• [Publications] Kwak S,Takuma H,Kanazawa I :: "Molecular changes of AMPA receptor subunits in ALS spinal cord."In Molecular Mechanism and Therapeutics of Amyotrophic Lateral Sclerosis. (Eds.Abe K) Elsevier Science, Amsterdam.. (In press). (2001)
• [Publications] 郭伸: "Startle病(hyperekplexia)"Clinical Neuroscience. 18. 338-340 (2000)
• [Publications] 郭伸: "筋萎縮性側索硬化症"ドクターサロン. 44. 341-346 (2000)
• [Publications] 郭伸: "急性散在性脳脊髄炎"臨床医、増刊号(内科治療のグローバルスタンダード). 26. 807-808 (2000)
• [Publications] 河原行郎,郭伸,金澤一郎,百瀬敏光: "線条体黒質変性症病変左右差"神経内科. 53(Suppl.2). 492-493 (2000)