虚血性脳神経細胞死の分子メカニズム解明

阐明缺血性脑神经元死亡的分子机制

• 批准号: 16659392
• 负责人: 荒木 令江
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16659392/
• 关键词: p53; ノックアウト; 虚血性アポトーシス; プロテオミクス; トランスクリプトーム; 2D-DIGE; cICAT; 海馬; p53; ノックアウト; 虚血性アポトーシス; プロテオミクス; トランスクリプトーム; 2D-DIGE; cICAT; 海馬

近年、虚血性ストレスによる脳神経系の組織障害が問題となっている。我々は、急性・慢性的な虚血や癲癇性発作等における局所的な脳組織障害の発生に、p53分子を介する脳神経特異的な細胞死へのシグナルが大きく関与していることを明らかにした。p53は、遺伝子損傷や各種の生体ストレスのシグナルによって誘導され、細胞周期、アポトーシス、DNA修復・複製、分化等を制御する多機能性分子としてあらゆる生命科学分野で最も注目されているが、脳神経系細胞における機能の詳細は未だ解明されていない。本研究では、虚血性ストレスによる脳神経組織障害発生のメカニズムを解明する一つの手段として、p53を介して誘導される脳神経細胞死に関連するシグナル分子の検索を行った。即ち、p53正常(+/+),ノックアウト(-/-)マウスの総頸動脈結紮による海馬・線条体神経細胞の虚血性遅延障害モデルを開発し、各脳組織・細胞のプロテオーム及びトランスクリプトーム解析により、虚血性ストレスによる脳神経細胞内におけるp53の動態及びp53有無に付随して発現や翻訳後修飾、機能を調節される分子群を検出・同定し、これらの分子の構造と機能解析を行った。現在までに、プロテオームの手法のうち、2D-DIGE法を用いた結果、約4000個の全蛋白質から213個の特異的な蛋白質(p53遺伝子の有無にかかわるもの93個、虚血性アポトーシスに関わるもの53個、p53およびアポトーシス両者が特異的に関わるもの39個)が検出された。又、cICAT法による解析においては297個の特異的な蛋白質がp53およびアポトーシスに関わる分子として同定された。これらの結果をシグナルネットワーク解析ソフトに供与して特異的p53依存性のアポトーシスシグナル経路を抽出したところ、既存のアポトーシス経路に加え、レドックス関連因子群、notch, wnt, cadherinの関与するシグナル系がユニークな経路として検出された。本研究によってp53及び関連分子の神経細胞死に関わるシグナル伝達機構の一旦が明かになり、これらの分子シグナルの活性を調節する薬剤やターゲット分子が、脳神経系組織障害の予防や治療へ応用できる可能性が示唆ざれた。

近年来，由于缺血性压力引起的颅神经系统的组织损伤已成为一个问题。我们已经透露，通过p53分子通过颅神经特异性细胞死亡信号传导高度参与急性缺血和慢性缺血和癫痫发作中局部脑组织损伤的发展。 p53是由基因损伤和各种生物胁迫信号引起的，并且在所有生命科学中吸引了最大的关注，作为一种多功能分子，可调节细胞周期，凋亡，DNA修复/复制，分化等，但其在颅神经系统细胞中功能的细节尚未澄清。在这项研究中，我们搜索了通过p53诱导的颅神经细胞死亡相关的信号分子，以阐明缺血性胁迫诱导的颅神经组织损伤的机制。 In other words, a model of ischemic delayed damage in hippocampal and striatal neurons by ligating common carotid artery in normal p53 (+/+) and knockout (-/-) mice was developed, and by proteome and transcriptome analysis of each brain tissue and cell, we detected and identified the group of molecules that regulate the dynamics of p53 in brain neurons due to ischemic stress and the presence or absence of p53，并分析了这些分子的结构和功能。迄今为止，已经从大约4,000个总蛋白质中检测到了213种特异性蛋白（93个与p53基因的存在或不存在相关的53个与缺血性凋亡有关的53个以及与p53和凋亡有关的39个）。此外，通过CICAT方法，将297种特异性蛋白鉴定为参与p53的分子和分析中的凋亡。这些结果被提供给信号网络分析软件，以提取特定的p53依赖性凋亡信号途径，除了现有的凋亡途径外，还检测到与氧化还原相关因子涉及的信号系统，Notch，Wnt和Cadherin，还被检测为独特的途径。这项研究揭示了p53和相关分子的神经元细胞死亡涉及的信号传导机制，表明调节这些分子信号活性的药物和靶分子可以应用于颅神经系统组织障碍的预防和治疗。