過剰なNa^+流入による神経細死の機構

过量Na^+流入导致神经死亡的机制

• 批准号: 06272225
• 负责人: 小池 達郎
• 金额: $ 1.41万
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06272225/
• 关键词: 上頸神経節; 染色体凝縮; アポトーシス; Na^+イオン; ベラトリジン

膜電位依存性Na^+チャンネルの活性化剤であるベラトリジンはNGF除去による上頸神経節細胞の細胞死を抑制することを見いだしたが、この効果はNa^+イオンの細胞への流入によるものであった。一方、Na^+イオンが過剰に流入すると神経細胞死を誘発し、その効果は神経細胞の成熟に伴って増強された。本報告では過剰なNa^+イオンの流入による神経細胞死の機構とその発達について詳細に調べた。上頸神経節細胞を、0.1-40μMベラトリジン(VERA)で10-15時間処理すると、用量依存的に毒性を示し、40μMでは約80%の細胞が死滅した。VERA作用の特異性が保たれる範囲即ち、テトロドトキシンで抑制抑制される範囲で実験する為、その濃度を10μM以下に抑えた。この濃度では蛍光イメージング法によると、細胞外のCa2^+もNa^+も流入するため、VERAの毒性がCa2^+の流入によるのかNa^+の流入によるのかを調べた。低Ca2^+濃度ではVERAの毒性は保たれているのに反し、低Na^+濃度ではその作用は完全に失われた。この為、毒性はNa^+の流入により、かつ適当な流入は細胞死を抑制することから、過剰に流入される為に起こると考えられる。過剰なNa^+イオンの流入による細胞死のメカニズムとしては細胞体だ縮むこと、ビスベンザミドで染色するとアポトーシスに特徴的な染色体の凝縮か起こることから、アポトーシスであろうと考えた。更に、細胞外液のK^+濃度が100mM以上では、VERA毒性は突起のみにとどまり、細胞体の収縮は起こらなかった。これらの結果から、過剰なNa^+流入がRVD(Regulatory Volume Decrease)を経て、上頸神経節細胞のアポトーシスを誘発したと推定した。この事実はグルタミン酸毒性などの作用を考える際に重要な情報となると思われる(投稿中)。

Veratridine 是一种膜电压门控 Na^+ 通道激活剂，被发现可以抑制由于 NGF 去除而导致的颈上神经节细胞的细胞死亡，但这种效果是由于 Na^+ 离子流入细胞所致。另一方面，过量的Na^+离子流入会诱导神经元细胞死亡，并且这种效应随着神经元的成熟而增强。在本报告中，我们详细研究了过量Na^+离子流入引起的神经细胞死亡的机制及其发展。当颈上神经节细胞用0.1-40μM藜芦定(VERA)处理10-15小时时，表现出剂量依赖性毒性，在40μM时大约80%的细胞死亡。为了在保持VERA作用的特异性的范围内，即在河豚毒素抑制的范围内进行实验，将其浓度保持在10μM以下。在此浓度下，荧光成像显示细胞外 Ca2^+ 和 Na^+ 均内流，因此我们研究了 VERA 的毒性是否是由于 Ca2^+ 或 Na^+ 内流所致。在低Ca2^+浓度下，VERA的毒性得以维持，而在低Na^+浓度下，其作用完全丧失。因此，认为毒性是由Na^+的流入引起的，并且由于适当的流入抑制细胞死亡，所以毒性是由过量的流入引起的。由于过量Na^+离子流入而导致细胞死亡的机制被认为是细胞凋亡，因为细胞体收缩，并且当用双苯甲酰胺染色时，发生细胞凋亡特征的染色体浓缩。此外，当细胞外液中K^+浓度超过100mM时，VERA毒性仅限于突起，细胞体不发生收缩。从这些结果中，我们推断过量的 Na^+ 流入通过 RVD（调节容量减少）诱导颈上神经节细胞凋亡。在考虑谷氨酸毒性（目前正在提交）等影响时，这一事实被认为是重要的信息。