カテコールアミン合成と老化・神経細胞死との関わり

儿茶酚胺合成与衰老和神经元细胞死亡的关系

基本信息

批准号：
13210130
负责人：
一瀬宏
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Fujita Health University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13210130/
关键词：
酵素脳神経疾患老化カテコールアミンチロシン水酸化酵素

项目摘要

パーキンソン病は老人に多発し、脳内のドーパミン量は加齢とともに低下していくことなどから、老化とドーパミンニューロンとの関連が以前から指摘されているが、その分子メカニズムは全く明らかにされていない。我々は、ドーパミン生合成律速酵素であるチロシン水酸化酵素(TH)の必須の補酵素であるテトラヒドロビオプテリンに注目して、その生合成酵素をノックアウトしたマウスを作製して、ビオプテリン代謝がドーパミン生合成に与える影響を調べた。ビオプテリン生合成の第2段階の酵素であるピルボイルテトラヒドロプテリン合成酵素(PTS)を、相同組換え法により遺伝子破壊した。出生直後のマウスで、Ptsホモ欠損マウスと野生型マウスとを比較したところ、補酵素の欠乏からカテコールアミンやセロトニン量は著明に低下していた。次に、ビオプテリンを補酵素とするTHとトリプトファン水酸化酵素の活性をin vitroで、補酵素添加状態で測定したところ、トリプトファン水酸化酵素活性は全く変化していないのに対して、TH活性は野生型の10%以下に低下していた。THmRNA量には変化が見られなかったが、ウェスタンブロッティング解析から、著明なTHタンパク質量の低下が観察された。また、この低下は特に神経終末で顕著であった。次に、新生仔マウスにテトラヒドロビオプテリンを腹腔内投与して1時間後の脳内ドーパミン・セロトニン量の変化を調べた。ホモ欠損マウスにおいてセロトニン量はビオプテリン非投与群の10倍以上に増加し野生型マウスの約70%にまで回復した。これに対して、ドーパミン量はTHの減少を反映して増加量が少なく、ビオプテリン非投与群に比べて1.5倍にしかならなかった。我々の結果は、老化に伴うビオプテリンの低下により、ドーパミンニューロン内のチロシン水酸化酵素タンパク質量が減少しドーパミン生合成能力が低下することを示唆した。

帕金森氏病已经很长时间了，因为大脑中的多巴胺随着衰老而下降，因此，由于大脑中的多巴胺量随着衰老而降低，因此已经发现了分子机制，但已经揭示了分子机制根本没有。我们专注于酪蛋白氢氧化酪氨酸（TH）的必要辅酶，一种多巴胺原始合成速度酶，创建了一只小鼠，将生物蛋白酶酶敲除出了生物蛋白酶的代谢代谢是多巴胺的生物。通过同源重组方法破坏了基因，伏击伏胺合成酶（PTS）是生物胺活生物合成的第二阶段酶。出生后立即将小鼠与野生小鼠进行了比较，由于化学物质的缺乏，儿茶酚胺和5-羟色胺的量显着降低。接下来，当使用Biopterine用作煤层的Th和Thratpofan氢氧化物的活性在体外测量时，氢氧化物的活性根本没有变化，但TH活性降低到TH活动。野生型的10％。尽管thmRNA的量没有变化，但蛋白质印迹分析已经观察到蛋白质质量的显着降低。另外，在神经结束时，这种下降特别明显。接下来，将四氢蛋白酶蛋白的一小时后，大脑中多巴胺和5-羟色胺的量发生变化。在缺乏型的小鼠中，5-羟色胺的量增加到非亚药给生物胺的10倍以上，并恢复到约70％的野生小鼠。另一方面，多巴胺的量减少，反映了TH的减少，与生物胺的非占用药物相比，这仅是1.5倍。我们的结果表明，与衰老相关的生物胺的减少会降低多巴胺神经元中酪氨酸氢氧化物蛋白的量，并降低多巴胺活性合成能力。