神経細胞死を防御する遺伝子群の低分子化合物による発現制御に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15590925
• Research Institution: National Institute for Longevity Sciences,NCGG
• Principal Investigator: 丸山 和佳子 国立長寿医療センター, 老化機構研究部・代謝研究室, 室長 (20333396)
• Keywords: 神経栄養因子 / BCL-2 / NFκB / 神経保護薬 / パーキンソン病 / アルツハイマー病 / プロパルジルアミン / モノアミンオキシダーゼ

Research Abstract

パーキンソン病、アルツハイマー病などの老化に伴う神経変性疾患に対して経口投与可能で脳内移行が良好な神経保護薬の開発を目的として研究を行った。propargylamine化合物であるrasagilineは当初B型モノアミン酸化酵素の阻害剤として開発されたが、酵素阻害作用とは独立した神経保護作用が存在することが実験で示されてきたが、その分子生物学的機序は解明されていない。
ヒト神経芽細胞腫であるSH-SY5Y細胞にrasagilineを添加培養し、遺伝子発現の変化をgene arrayにて検討したところストレス関連遺伝子、アポトーシス関連遺伝子などの増加が認められた。増加したものの中でも抗アポトーシス分子として最も重要なタンパクの一つであるBCL-2、神経栄養因子であるglial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF)についてmRNAおよびタンパク量を定量したところ、薬剤添加後3-6時間から増加が堪忍つれ、24時間以上持続した。これら神経保護にはたらくタンパクの発現を制御する転写因子についてさらに解析を行ったところ、rasagilineによりNFκBの活性化が惹起されていること、NFκBの活性化阻害剤であるsulfasarazineによりBCL-2やGDNFタンパクの増加が抑制されることが示された。
rasagilineをラットに対し持続的皮下注射により投与したところ脳、特に黒質線条体や副腎でsuperoxide dismutase catalaseといった抗酸化酵素が誘導された。
以上の結果よりrasagilineは転写因子であるNFκBの活性化を介して神経保護に働くタンパクの発現を増加させ、細胞死を抑制することが示された。

Research Products

• [Publications] W.Maruyama, H.Yi, T.Takahashi, S.Shimazu, H.Ohde, K.Yoneda, K.Iwasa, M.Naoi: "Neuroprotective function of R-(-)-(benzyofuran-2-yl)-2-propylamino-pentane,[R-(-)-BPAP],against apoptosis induced by N-methyl(R)salsolinol, and endogenous dopaminergic neurotoxin, in human dopaminergic neuroblastoma SH-SY5Y cells."Life Sci.. 印刷中.
• [Publications] M.Naoi, W.Maruyama, G.M.Nagy: "Dopamine-derived salsolinol derivatives as endogenous monoamine oxidase inhibitors : Occurrence, metabolism and function in human brains."NeuroToxicol.. 25. 193-204 (2004)
• [Publications] W.Maruyama, A.Nitta, M.Shamoto-Nagai, Y.Hirata, Y.Akao, S.Furukawa, T.Nabeshima, M.Naoi: "N-Propargyl-1(R)-aminoindan, rasagiline, increases glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) in neuroblastoma SH-SY5Y cells through activation NF-κB transcription factor."Neurochem.. 44(6). 393-400 (2004)
• [Publications] M.Shamoto-Nagai, W.Maruyama, Y.Kato, K.Isobe, M.Tanaka, M.Naoi, T.Osawa: "An inhibitor of mitochondrial complex I, rotenone, inactivates proteasome by oxidative modification and induces aggregation of oxidized proteins in SH-SY5Y cells."J.Neurosci.Res.. 74. 589-597 (2003)
• [Publications] MB H.Youdim, T Amit, M.Falach-Yogev, OB.Am, W.Maruyama, M.Naoi: "The Essentiality of bcl-2,PKC and proteasome-ubiquitin complex activations in the neuroproective-antiapoptotic action of the anti-Parkinson drug, rasagiline."Biochem.Pharmacol.. 66. 1635-1641 (2003)
• [Publications] W.Maruyama, M.Weinstock, MBH Youdim, M.Nagai, M.Naoi: "Anti-apoptotic action of anti-Alzheimer drug, TV3326 [(N-propargyl)-(3R)-aminoindan-5-yl]-ethyl methyl carbamate, a novel cholinesterase-monoamine oxidase inhibitor."Neurosci.Lett.. 341(3). 233-236 (2003)
• [Publications] M.Naoi, W.Maruyama, M.B.H.Youdim, P.Yu, A.A.Boulton: "Inflammopharmacology"VSP Press. 251 (2003)
• [Publications] M.Naoi, W.Maruyama, Y.Kato, M.Shamoto-Nagai, M.Tanaka: "Oxidative Stress, Inflammation and Health(Y.-J.Surh (eds))"Marcel Dekker Inc(印刷中).
• [Publications] W.Maruyama, Y.Akao, A.Nitta, M.Naoi: "Oxidative Stress, Inflammation and Health(Y.-J.Surh (eds))"Marcel Dekker Inc(印刷中).
• [Publications] 直井信, 丸山和佳子: "脳の科学"200 (2004)
• [Publications] 丸山和佳子, 直井信: "内科"株式会社 南江堂. 198 (2004)
• [Publications] 丸山和佳子, 直井信: "医学のあゆみ"医歯薬出版社. 119 (2004)
• [Publications] 丸山和佳子, 直井信: "Prog.Med"ライフサイエンス.メディカ. 247 (2003)
• [Publications] 丸山和佳子, 直井信: "遺伝子医学"株式会社 メディカルドゥ. 150 (2003)