遺伝子導入による興奮性アミノ酸誘導性神経細胞死の抑制

フォーマット:

論文

責任表示:

北尾, 康子 ; Kitao, Yasuko

言語:

日本語

出版情報:

金沢大学医学系研究科, 2005-04

著者名:

• 北尾, 康子
• Kitao, Yasuko

掲載情報:

平成16(2004)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書 = 2004 Fiscal Year Final Research Report

巻:

2002-2004

開始ページ:

9p.

バージョン:

author

概要:

1)虚血性神経細胞死ORP150が小胞体に局在するストレス蛋白として、神経細胞を虚血ストレスから守りうるメカニズムを明らかにするため、本研究では海馬に対するカイニン酸負荷をパラダイムとして用い、ORP150の神経細胞保護効果を明らかにした。すなわち、興奮性アミノ酸によって引き起こされる細胞内カルシウム負荷が、小胞体に強制発現させたORP150によって緩衝され、致死的な細胞内カルシウムの上昇を抑え、神経細胞を虚血による細胞死から救済していることを明らかにした。さらに、小胞体の機 … 能を保持することによって、虚血による神経細胞死を抑制しうることを示し、ORP150遺伝子導入による虚血性神経細胞死の制御の可能性に関しても検索した。2)マウスにおける小脳発生での検討。ORP150を過剰発現させたトランスジェニックマウス(TG)では、プルキンエ細胞に強いORP150の発現を認めるとともに、ORP150ノックアウトヘテロ接合体(KO)では、その発現は明らかに減弱していた。野生型マウスでは生後4日をピークにプルキンエ細胞層で活性化型Caspase-3の免疫陽性細胞が見られたが、TGでは陽性細胞数が有意に減少していた。Calbindin染色で評価したプルキンエ細胞数も生後4-20日にかけてTGで多く、KOで減少していた。小脳発生過程における神経細胞死にも小胞体を介する神経細胞死の関与を明らかにした。3)コンフォーメーショナル病モデルとしてmegsin transgenic rat(Meg Tg)の解析Megsinは東海大学の宮田らによって見いだされた新規serine proteinase inhibitorであり、Meg Tgのヘテロ接合体は、生後4-6ヶ月をピークに、海馬および黒質(SNpc)において神経細胞死が進む。このMeg Tgの黒質における病変が小胞体依存性の神経細胞死であることを示した。<br />ORP150 is a novel stress protein localized in the endoplasmic reticulum (ER). To investigate the role of ORP150 in delayed neuronal cell death, we have examined its expression in the gerbil brain after the ischemic insult. The expression of ORP150 antigen, as well as its transcripts, was observed in the CA1 region after the occlusion of the common carotid altety, and this was enhanced by the preconditioning. In cultured neurons, exposure to either hypoxia or glutamate induced the expression of ORP150, and this was also observed by treating the culture with either thapsigargin or breferdin-A, indicating that both glutamate and hypoxia can cause shess in the ER (ER stress). Neurons became more vulnerable to these stresses following treatment of either cyclcheximide or the infection with an adenovirus carrying ORP150 antisense structure. In cantrast, the overexpression of ORP150 by adenovinus suppressed the neuronal cell death, and this was accompanied by the suppression of the Ca2+ eleva tion and proteolytic activity induced by glutamate. Further, overexpressicn of ORP150 in CA1 neurons by the adenovirus carrying ORP150-sense struciture suppressed delayed neuronal cell death after ischemia. These data suggest a possible function of ORP150 as an intracellular apparatus, which participates in a protective response in ischemic tolerance.A series of events initiated by glutamate-receptor interaction perturbs cellular homeostasis resulting in elevation of intracellular free calcium and cell death. Cells subject to such environmental change express stress proteins, which contribute importantly to maintenance of metabolic homeostasis and viability. We show that an inducible chaperone present in endoplasmic reticulum (ER), the 150 kDa oxygen-regulated protein (ORP150) is expressed both in human brain after seizure attack and in mice hippocampus after kainite administration. Using mice heterozygous for ORP150 deficiency, exposure to excitatory stimuli caused hippocampal neurons to display exaggerated elevation of cytosolic calcium accompanied by activation of μ-calpain and cathepsin B, as well as increased vulnerability to glutamate-induced cell death in vitro and decreased survival to kainate in vivo. In contrast, targeted neuronal overexpression of ORP150 suppressed each of these events, and enhanced neuronal and animal survival in parallel with diminished seizure intensity. Studies using cultured hippocampal neurons showed that ORP150 regulates cytosolic free calcium and activation of proteolytic pathways causing cell death in neurons subject to excitatory stress. Our data underscore a pivotal role for ER stress in glutamate toxicity, and pinpoint a key ER chaperone, ORP150, which orchestrates the protective stress response critical for neuronal survival.<br />研究課題/領域番号:14580725, 研究期間(年度):2002-2004<br />出典：「遺伝子導入による興奮性アミノ酸誘導性神経細胞死の抑制」研究成果報告書　課題番号14580725(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）)　　　本文データは著者版報告書より作成 続きを見る

URL:

http://hdl.handle.net/2297/00049272