神経変性疾患の危険因子としてのミトコンドリアに蓄積するアルデヒド関連化合物の役割

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470144
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 太田 成男 日本医科大学, 老人病研究所, 教授 (00125832)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金森 崇 日本医科大学, 老人病研究所, 助手 ; 麻生 定光 日本医科大学, 老人病研究所, 助教授 (70167914)
• Keywords: アルデヒド化合物 / 神経細胞死 / 脳変性疾患 / ミトコンドリア / アルデヒド脱水素酵素 / ALDH2 / 4-ヒドロキシノネナール / 活性酸素

Research Abstract

神経変性疾患の危険因子としてのミトコンドリアに蓄積するアルデヒド関連化合物の役割を明らかにするために、ミトコンドリア型アルデヒド脱水素酵素(ALDH2)に注目した。
部位特異的突然変異によって酵素不活性型マウスALDH2遺伝子を作成した。そのために、502番目のアミノ酸がグルタミン酸からリジンに変化するような遺伝子を作成した。この変異遺伝子をラットPC12培養細胞に導入し、構成的に発現する細胞株を分離した。対照としてベクターのみを導入した細胞株、活性型の正常ALDH2遺伝子を導入した。
アルデヒド化合物としては、不飽和脂肪酸に活性酸素(スーパーオキシド)が作用した結果生じる4-ヒドロキシノネナール(4HNE)を選択した。4-HNEをALDH2遺伝子を導入したPC12に作用させると、酵素不活性型ALDH2を導入した細胞ではもっとも早く細胞は死に始め、正常ALDH2を発現させた細胞ではもっとも耐性であった。さらに、ミトコンドリア内でスーパーオキシドを発生させるために、電子伝達系阻害剤のアンチマイシンAを作用させた場合も、酵素不活性型ALDH2を導入した細胞でもっとも早く死にはじめた。もっとも、耐性なのは正常ALDH2を導入した細胞であった。
以上の結果より、ミトコンドリア内で生じる活性酸素の作用に寄って生成される4-HNEなどのアルデヒド化合物が神経細胞死と関わり、ALDH2はその防御機構であることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Yasukawa T.Suzuki T,Ishii N.Ueda T.Ohta S.Watanabe: "Defect in Modification at the Anticodon Wobble Nucleotide of Mitochondrial tRNALys with the MERRF Encephalomyopathy Pathogenic Mutation."FEBS Lett. 467巻. 175-178 (2000)
• [Publications] Yasukawa T.Suzuki T.Suzuki Ta,Ueda T,Ohta S,Watanabe K: "Modification Defect at Anticodon Wobble Nucleotide of Mitochondrial tRNAsLEU (UUR) with Pathogenic mutations of Mitochondrial Myopathy, Encephalopathy, Lactic Acidosis,and Stroke-like Episodes."J Biol Chem. 275巻6号. 4251-4257 (2000)
• [Publications] Tanabe T.Takata I.Kuwabara T.Warashina M.Kawasaki H.Tani K.Ohta S; Asano S.Taira K: "Maxizymes.Novel Allosterically Controllable Ribozymes.Can Be Designed to Cleave"Biomacromolecules. 1巻1号. 108-117 (2000)
• [Publications] Yamada M.Mizuguchi M.Nishimaki K.Takasima S.Ikeda K.Ohta S.Takahashi H: "Localization of Bcl-x β in the developing and adult rat central nervous system."J Neurosci Res. 60巻. 468-477 (2000)
• [Publications] Shimokata H.Yamada Y.Nakagawa M.Okubo R-i,Saido T.Funakoshi A.Miyasaka K.Ohta S.Tsujimoto C.Tanaka M.Ando F.Niino N: "Distribution of Ceriatric Disease-Related genotypes in the National Institute for Longevity Sciences. Longitudinal Study of Aging (NILS-LSA)."J Epidemiol. 10巻1号. S46-S55 (2000)
• [Publications] Nanbu-Wakao R.Asoh S. Nishimaki K.Tanaka R.Ohta S: "Bacterial Cell death induced by human pro-apoptotic Bax is blocked by an RNaseE mutant that functions in an anti-oxidant pathway."Genes Cells. 5巻. 155-167 (2000)
• [Publications] Kamino K.Nagasaka K.Imagawa M.Yamamoto H.Yoneda H.Ueki A.Kitamura S.Namekata K.Miki T.Ohta S: "Deficiency in Mitochondrial Aldehyde Dehydrogenase Increases the Risk for Late-Onset Alzheimer's Disease in the Japanese Population."Biochem Biophy Res Commun. 273巻. 192-196 (2000)
• [Publications] Yasukawa T.Hino T.Suzuki T.Watanabe K.Ueda T.Ohta S: "A pathogenic point mutation reduces stability of mitochondrial mutant tRNAlle."Nucl Acids Res. 28巻19号. 3779-3784 (2000)
• [Publications] Hatanaka Y.Kamino K.Fukuo K.Mistuda N.Nishiwaki-Ueda Y.Sato N,Satoh T.Yamamoto H.Yoneda H.: "Low density lipoprotein receptor-related protein gene polymorphisms and risk for late-onset Alzheimer's disease in a Japanese population."Clinical Genet. 58巻. 319-323 (2000)
• [Publications] Asou S,Ohtsu T,Ohta S: "The Super Anti-apoptotic Factor Bcl-xFNK Constructed by Disturbing Intramolecular Polar Interactions in Rat Bcl-xL."J Biol Chem. 275巻47号. 37240-37245 (2000)
• [Publications] 瀬名秀明,太田成男: "ミトコンドリアと生きる"角川書店. 221 (2000)