小胞体ストレスによるニューロン死制御

内质网应激控制神经元死亡

基本信息

批准号：
09280202
负责人：
小池達郎
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

熱ショック蛋白質HPS70ファミリーのうちBiP/GRP78は小胞体のみに存在し、タンパク質の膜透過、立体構造の安定化に必要な分子シャペロンである。種々の小胞体ストレスによって生体を防御的に導く可能性が考えられる。我々はこの遺伝子がPC12細胞のNGF除去による細胞死において特異的に活性化することを見出した。この事実を利用して、BiP/GRP78の役割の解明や遺伝子導入による改変によって、この遺伝子の活性化が起こらないプログラム神経細胞死を制御することができるのではないかと考えた。現在、遺伝子をアデノウイルスベクターに組み込んで、交感神経節細胞に安定に発現することができた。BiP/GRP78遺伝子を導入すると細胞内カルシウムストアの容量は著しく増大した。現在、細胞死に関する効果を調べている。さらに、ブレフェルジンなどの種々の小胞体ストレスが神経細胞死を誘発することを見いだした。サプシガ-ギンはこれに対し抑制効果を持っている。この薬剤は、Ga2+-ATPaseの阻害剤で、これによるカルシウムの減少は、小胞体にストレスとして働きBiP/GRP78の活性化を導くことも判った。このブレフェルジンによる細胞死は用量依存的にタンパク生合成の阻害剤で抑制されなど積極的な細胞死であった。ヘキスト染色やTUNELによりアポトーシスであることがわかった。サプシガ-ギンによる抑制効果は完全ではなく、チロシンキナーゼ阻害剤であるハービマイシンとの組み合わせで完全に細胞死は抑制された。このことから、BiP/GRP78と共同で働くこの因子を同定することが今後の課題である。

BiP/GRP78 是热休克蛋白 HPS70 家族的成员，仅存在于内质网中，是膜渗透和蛋白质结构稳定所需的分子伴侣。人们认为，各种类型的内质网应激可能会导致身体变得防御性。我们发现该基因在 PC12 细胞中由于 NGF 去除而在细胞死亡期间被特异性激活。利用这一事实，我们认为，通过阐明 BiP/GRP78 的作用并通过基因导入对其进行修饰，有可能控制程序性神经元细胞死亡，在这种死亡中不会发生该基因的激活。我们现在已经能够将该基因整合到腺病毒载体中并在交感神经节细胞中稳定表达。 BiP/GRP78 基因的引入显着增加了细胞内钙储存的能力。我们目前正在研究对细胞死亡的影响。此外，我们发现各种内质网应激（例如布雷菲德素）会诱导神经元细胞死亡。虎杖素对此有抑制作用。该药是Ga2+-ATPase的抑制剂，同时还发现其引起的钙减少对内质网产生应激作用，导致BiP/GRP78的激活。这种由布雷菲德菌素引起的细胞死亡被蛋白质生物合成抑制剂以剂量依赖性方式抑制，表明细胞死亡是活跃的。通过Hoechst染色和TUNEL证实细胞凋亡。虎杖素的抑制作用并不完全，与酪氨酸激酶抑制剂除草霉素合用可完全抑制细胞死亡。因此，未来的挑战是确定与 BiP/GRP78 协同工作的这个因素。