培養細胞モデル系によるニューロナルアポトーシスの分子機構

利用培养细胞模型系统研究神经元凋亡的分子机制

基本信息

批准号：
07264203
负责人：
小池達郎
金额：
$ 1.15万
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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

神経ネットワークを形成した細胞の生存は持続的なシナプス伝達強化に依存している。これを損なう作用例えば、神経栄養因子(NGF)の除去、過剰なCa2又はNa^+の流入(共にイオノフォアを使用)は、共通の過程即ち、染色体の凝縮と細胞死(アポトーシス)を引き起こすことを明らかにした。(1)過剰なNa^+流入による培養上頸神経節細胞のアポトーシスの機構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。この毒性は幼若な細胞では起こらなかった。この発達はNa^+チャンネルの発達によると考えられる。0.1-40μMベラトリジンで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。10μM以下ではその効果はテトロドトキシン(TTX)によって抑えられた。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ると後者によることが分かった。細胞死のメカニズムとしては細胞体が縮むこと、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が起こることから、アポトーシスであろうと考え、新しいメカニズムを提出した。(2)培養上頸神経節細胞のアポトーシスのCa2^+による制御我々は神経細胞生存に関する細胞内Ca2^+ウィンドウの存在を仮定し、Ca2^+イオン濃度がより高い領域もより低い領域も細胞死が起こると考えた。更に、NGF除去すると細胞内Ca2^+イオン濃度の低下が起こり、これがトリッガ-となって細胞死に至ることお想定した。この仮説の当否を検討した。その結果両者とも染色体の凝縮を誘発し、細胞死を促進した。例えば、Ca2^+キレート剤BAPTA-AMで10-15時間処理すると、細胞体が収縮し、約70%の細胞が死滅した。この細胞死はc-fosの活性化、クロマチンの凝縮・断片化を伴っていた。これはNGF除去による細胞死と良く似ている。実際NGF除去により細胞内カルシウム濃度は低下した。この結果、NGF除去による細胞死に関して新しいカスケードの存在を提出した。

形成神经网络的细胞的存活取决于突触传递的持续强化。损害这一点的影响，例如神经营养因子 (NGF) 的去除和过量 Ca2 或 Na^+ 的流入（均使用离子载体），会导致常见的过程，即染色体浓缩和细胞死亡（细胞凋亡）。 (1)Na^+离子过量流入导致培养的颈上神经节细胞凋亡的机制 Na^+离子过量流入会引起神经细胞死亡，且这种效应随着神经元的成熟而增强。这种毒性并未发生在年轻细胞中。这种发展被认为是由于Na^+通道的发展。用 0.1-40 μM 藜芦定处理 10-15 小时显示出剂量依赖性毒性，40 μM 时大约 80% 的细胞死亡。低于 10 μM，河豚毒素 (TTX) 会抑制该作用。根据荧光成像，细胞外Ca2^+和Na^+均内流，因此当我们研究VERA的毒性是否是由于Ca2^+或Na^+内流所致时，我们发现是后者所致。由于双苯甲酰胺染色时细胞体收缩，并且发生细胞凋亡特征的染色体浓缩，因此细胞死亡的机制被认为是细胞凋亡，并提出了新的机制。 (2)Ca2^+对培养的颈上神经节细胞凋亡的调节我认为死亡将会发生。此外，我们假设去除 NGF 会导致细胞内 Ca2^+ 离子浓度降低，从而触发并导致细胞死亡。我们检验了这个假设的有效性。结果，两者都诱导染色体浓缩并促进细胞死亡。例如，当用Ca2^+螯合剂BAPTA-AM处理10-15小时时，细胞体收缩，约70%的细胞死亡。这种细胞死亡伴随着 c-fos 激活和染色质浓缩和断裂。这与 NGF 去除引起的细胞死亡非常相似。事实上，去除 NGF 会降低细胞内钙浓度。因此，我们提出由于 NGF 去除而导致的细胞死亡存在新的级联反应。