一酸化炭素(CO)曝露による神経細胞死の新機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12770214
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 上園 崇 旭川医科大学, 医学部, 助手 (70294387)
• Keywords: 一酸化炭素 / グルタミン酸 / 神経細胞死 / SH-SY5Y細胞

Research Abstract

一酸化炭素(CO)中毒においては、器質的な遅延性障害として、大脳皮質、基底核および海馬の神経脱落が認められる。CO中毒の機序についてはCO-ヘモグロビン形成による酸素運搬能の低下のほか、CO自身がケミカルメディエーターとして働く可能性も示唆されている。この神経細胞死の詳細な機構解明のために、ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞を神経細胞のモデルとして用い、基礎的な検討を行った。COで飽和させたダルベッコ変法イーグル培地で細胞を培養し、MTT[3-(4,5-dimethylthioazol-2-yl-2,5diphenyl tetrazolium]法により、生存している細胞を定量した。また、培地中に放出される神経伝達物質、グルタミン酸およびドパミンをHPLC法により定量した。CO作用72時間後には、細胞のMTT還元能がコントロール群の57%まで低下した。培地中のグルタミン酸濃度は、時間とともに上昇した。CO作用後24時間までに培地中に放出されたグルタミン酸は、コントロール群に比較して有意に増加したがその程度は小さかった(118%)。一方で、培地中のドパミン濃度は実験開始後10-30分で最大となり、以後時間とともに低下した。CO作用群のドパミン濃度の最大値は、コントロール培地中よりも低く、ドパミンの放出は惹起されなかった。酸素を輸送する必要のない培養細胞においても、COにより細胞死が誘導された。この結果から、COが直接神経細胞に作用して細胞死を誘導することが示された。この機構については更に詳細な検討が必要であるが、グルタミン酸濃度の上昇が関与している可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Uezono et al.: "Glutamate is not involved in the MPP^+-induced dopamine overflow in the striatum of freely moving C57BL/6 mice"Journal of neural transmission. 108(8-9). 899-908 (2001)
• [Publications] Matsubara et al.: "L-Deprenyl prevents the cell hypoxia induced by dopaminergic neurotoxins, MPP^+ and β-carbolinium : A microdialysis study in rats"Neuroscience letter. 302(2-3). 65-68 (2001)
• [Publications] Uezono et al.: "Norharman, an indoleamine-derived β-carboline, but not Trp-P-2, a γ-carboline, induces apoptotic cell death in human neuroblastoma SH-SY5Y cells"Journal of neural transmission. 108(8-9). 943-953 (2001)
• [Publications] Uezono et al.: "Simultaneous analyses of hypoglycemic agents and C-peptide are essential in a homicide case with the combined dosing insulin insulin and insulin-releasing drug"Legal Medicine. 4(1). 34-36 (2002)