変異スーパーオキシドジスムターゼ遺伝子導入マウスにおけるカルボニルストレスの解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570202
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 柴田 亮行 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (90226176)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 槙雄 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (80060086) ; 加藤 陽一郎 東京女子医科大学, 医学部, 助手 (40233829)
• Keywords: 筋萎縮性側索硬化症 / スーパーオキシドジスムターゼ / トランスジェニックマウス / カルボニルストレス / 蛋白糖酸化 / 脂質過酸化 / グルタミン酸トランスポーター / 酸化的ストレス

Research Abstract

G93A変異スーパーオキシドジスムターセ-1(SOD1)発現トランスジェニックマウスおよび対照SJLマウスを、発症前、発症期および進行期の各時期に漸次無痛的に屠殺し、中枢神経系を始めとする諸臓器のホルマリンまたはパラホルムアルデヒド固定パラフィン包埋材料、OCTコンパウンド包埋凍結材料および新鮮凍結材料を作製した。本年度は脊髄におけるアストロサイトのグルタミン酸トランスポーター-1(GLT-1)の蛋白とmRNAについて解析した。免疫組織化学的解析では、G93Aマウスの脊髄前角においてGLT-1蛋白に特異的な抗体による免疫活性は発症後徐々に低下した。ウェスタンブロット解析では、GLT-1蛋白免疫活性がG93Aマウスの発症後徐々に低下した。一方、マウス脳から抽出した総RNAから逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)法を用いて得られたcDNAを鋳型にして、マウスGLT-1 mRNAに特異的なcDNAプローブを作製した。このプローブはRT-PCR解析でその均一性が確認され、in situ hybridization解析でアストロサイトに集積することが確認された。その上で、このプローブを用いてノザンブロット解析を行ったところ、GLT-1 mRNAシグナルはG93Aマウスの発症前から進行期に至るまで終始一定であった。また、蛋白糖化に由来するカルボニル蛋白付加体であるカルボキシメチルリジンとピラリンは、主に灰白質の反応性アストロサイトに局在していた。以上の結果は、加齢に伴うGLT-1蛋白の減少が対応するmRNA発現量の減少によるものではなく、蛋白分子の変質または減少によることを表わしている。さらに、アストロサイトにおけるカルボニル蛋白付加体の局在は、これらがGLT-1蛋白分子を修飾し、生理活性を抑制することにより、運動ニューロンに興奮性アミノ酸毒性を惹起する可能性を示している。

Research Products

• [Publications] N.Shibata, et al.: "Molecular biological approaches to neurological disorders including knockout and transgenic mouse models"Neuropathology. 22(4). 274-286 (2002)
• [Publications] N.Shibata, et al.: "Selective formation of certain advanced glycation end products in spinal cord astrocytes of humans and mice with superoxide dismutase-1 mutation"Acta Neuropathol. 104(9). 171-178 (2002)
• [Publications] M.Kondo, N.Shibata, et al.: "15-Deoxy-Δ^<12,14>-prostagladin J_2 : The endogenous electrophile that induces neuronal apoptosis"Proc Natl Acad Sci USA. 99(11). 7367-7372 (2002)
• [Publications] T.Umahara, N.Shibata, et al.: "15-Deoxy-Δ^<12,14>-prostaglandin J2. A prostaglandin D_2 metabolite generated during inflammatory processes"J Biol Chem. 277(12). 10459-10466 (2002)
• [Publications] T.Umahara, N.Shibata, et al.: "Demonstration and distribution of tau-positive glial coiled body-like structures in white matter and white mattar threads in early onest Alzheimer's disease"Neuropathlogy. 22(1). 9-12 (2002)
• [Publications] T.Yamamoto, N.Shibata, et al.: "Oxidative stress in the human fetal brain : An immunohistochemical study"Pediat Neurol. 26(2). 116-122 (2002)
• [Publications] N.Shibata, et al.: "The Maillaed Reaction in Food Chemistry and Medical Sciences : Update for the Postgenomic Era"Elsevier. 527 (2002)