内耳障害におけるストレス関連遺伝子の発現とその制御機構に関する研究

内耳疾病应激相关基因表达及其调控机制研究

基本信息

批准号：
13771003
负责人：
松延毅
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kitasato Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞内外における種々の酸化ストレスに対して応答する一連のカスケードを構成する分子群の中で、hypoxia-inducible factor (HIF-1)が、多くの細胞および組織で働くことが明らかになってきている。また、細胞内のHIF-1の活性をコントロールする分子としてRedox factor-1 (Ref-1)が重要な分子として注目されている。一方、急性音響外傷の発症メカニズムとしてフリーラジカルの関与が示唆されているが、フリーラジカルなどの酸化的ストレスが聴覚路に及ぼす影響、及びそれらが聴覚路の組織を細胞傷害や細胞死に至らしめる過程等、詳細は殆ど不明である。そこでモルモットの音響外傷モデルを用いて、蝸牛障害におけるHIF-1α,Ref-1の関与を検討したので報告する。プライエル反射正常の有色モルモットを使用し、防音室内で105dBオクターブバンドノイズ(4kHz中心)を2時間および5時間曝露した。強大音曝露後、直ちに麻酔、断頭、顕微鏡下に蝸牛感覚上皮をダイセクションした。次に試料をホモジナイズし、SDS処理し、電気泳動後、PVDF膜に転写しwestern blottingを、また、強大音5時間曝露後の蝸牛感覚上皮については免疫染色も併せて行った。まず、モルモット蝸牛内においてRedox factor-1はほぼ全ての細胞において発現していることが判明した。ウェスタンブロットではコントロールに比べて強大音曝露2時間後に蝸牛感覚上皮と外側壁においてHIF-1αの発現の上昇傾向が認められ、曝露5時間後には明らかな発現の増加が認められた。免疫組織化学においては強大音曝露後の蝸牛感覚上皮においては、三列の外有毛細胞において、HIF-1αの強い染色が認められた。音響外傷により、初期には外有毛細胞に主な変性が認められることより、音響外傷の分子メカニズムへのレドックス感受性転写因子の関与が考えられる。HIF-1αは、低酸素環境に応答して発現が増加し、またその他の転写制御因子であるAP-1やNF-kappaB、Ref-1などの活性を増加させて、酸化的ストレスに応答する種々の遺伝子発現を制御していると考えられている。内耳障害におけるレドックス制御機構を解明することは急性感音難聴のメカニズムの解明および治療につながるものと考えられる。

缺氧诱导因子（HIF-1）是一组分子，构成一系列级联反应，对细胞内外的各种类型的氧化应激做出反应，并且已经清楚缺氧诱导因子（HIF-1）在细胞内发挥作用。许多细胞和组织。此外，氧化还原因子-1 (Ref-1) 作为控制细胞内 HIF-1 活性的重要分子而受到关注。另一方面，有人提出自由基参与了急性声损伤的发病机制，但自由基等氧化应激对听觉通路的影响，以及它们引起细胞损伤和细胞死亡的过程大多数细节尚不清楚。在这里，我们使用豚鼠声损伤模型研究了 HIF-1α 和 Ref-1 在耳蜗损伤中的参与情况。具有正常普莱耶反射的色素豚鼠在隔音室中暴露于 105 dB 倍频程噪声（以 4 kHz 为中心）2 和 5 小时。暴露于高强度声音后，立即将动物麻醉、斩首，并在显微镜下解剖耳蜗感觉上皮。接下来，将样品匀浆，用SDS处理，电泳，转移到PVDF膜上，并进行蛋白质印迹。此外，还在暴露于高强度声音5小时后对耳蜗感觉上皮进行免疫染色。首先，我们发现氧化还原因子1在豚鼠耳蜗的几乎所有细胞中都有表达。 Western blot分析显示，与对照组相比，暴露于高强度声音后2小时，耳蜗感觉上皮和侧壁的HIF-1α表达量趋于增加，并且暴露后5小时观察到表达明显增加。免疫组织化学显示，暴露于高强度声音后，耳蜗感觉上皮的三排外毛细胞中出现强烈的 HIF-1α 染色。由于声损伤主要引起外毛细胞的变性，因此认为氧化还原敏感的转录因子可能参与了声损伤的分子机制。 HIF-1α 响应缺氧环境而增加其表达，并且还响应氧化应激而增加其他转录调节因子（例如 AP-1、NF-kappaB 和 Ref-1）的活性。各种基因。阐明内耳疾病中的氧化还原控制机制被认为可以阐明急性感音神经性听力损失的机制和治疗。