脳酸化ストレス蓄積マウスの作製と解析

脑氧化应激累积小鼠的创建与分析

基本信息

批准号：
15790156
负责人：
清水孝彦
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

MnSODは活性酸素の大部分が産生されるミトコンドリアで活性酸素を処理する生体防御にとって重要な酵素である。全身性のMnSOD欠損マウスは拡張性心筋症を伴い胎生期から新生児期に死亡する。そのため長期的な活性酸素傷害はヘテロマウスを用いて解析されてきた。しかし、ヘテロマウスは正常に発育・成長するため、酸化ストレスによる傷害を個体レベルで解析できない。そのため我々はCre-loxpシステムを用いて組織特異的にMnSODが欠損できるモデルマウス(MnSOD floxマウス)の作製を行った。全身でCreリコンビナーゼタンパク質を発現するCAG-Creマウスと交配し、欠損マウスが胎生致死であることを明らかにし、Cre-loxpシステムが予想通り働くことを報告した。さらに肝臓特異的MnSOD欠損マウスを作製し、肝臓におけるMnSODの欠損が肝機能に影響を与えないことを明らかにした。本研究では、脳・神経系での特異的なMnSOD欠損マウスを作製し、神経変性過程における活性酸素蓄積、および酸化ストレス傷害の病理的役割を明らかにすることを目的に研究を行った。ラットネスチン遺伝子プロモーターの下流にCreリコンビナーゼ遺伝子を組み込んだNestin-CreマウスとMnSOD floxマウスを交配し、脳特異的MnSOD欠損マウスの作製を行った。その結果、欠損マウスはメンデルの法則に従い誕生し、胎生致死は認められなかった。しかし、脳特異的MnSOD欠損マウスは生後2週から有意に成長遅延と運動障害を呈し、生後4週までに100%死亡することが判明した。また、脳の広い範囲でMnSODが欠損すると空胞変性を伴う激しい神経変性が生じることを明らかにした。これらの結果から神経系においては、発育の初期に活性酸素傷害により、神経変性がもたらされることが判明した。

MNSOD是生物防御的重要酶，可在线粒体中处理活性氧，该氧气产生大多数活性氧。带有全身性身体的小鼠缺失的小鼠伴随着可扩展的心肌病，并从胎儿时期死亡。因此，已经使用Hetero小鼠分析了长期活性氧损伤。但是，Hetero小鼠的生长和正常生长，无法分析由于个体水平的氧化应激而导致的损伤。因此，我们制作了一种模型的小鼠（MNSOD Flox小鼠），该模型使用Cre-loxp系统特别缺陷组织。将整个身体与CAG-CRE小鼠交叉，该小鼠表达CRE重组Zetampaku，揭示了丢失的小鼠是胎儿的死亡，并报告说CRE-LoxP系统按预期工作。此外，产生了肝脏特异性MNSOD - 缺陷小鼠，并且发现肝脏中的MNSOD缺乏不影响肝功能。在这项研究中，我们进行了研究，以在大脑和神经系统中创建特定的MNSOD小鼠，并阐明活性氧在神经调节过程中的积累以及氧化应激损伤的病理作用。 Nestin-Cre小鼠将CRE重组酶基因融合在Ratnestin基因启动子的下游中，以创建一种脑特异性MNSOD缺失小鼠。结果，失踪的老鼠是根据门德尔定律诞生的，没有胎儿致命。然而，大脑特异性MNSOD缺乏小鼠的生长和运动障碍从生命的两周开始显着增加，并且在出生四周之前已发现100％死亡。它还表明，在广泛的大脑中缺乏MNSOD会导致空气细胞变性引起强烈的神经阴道。从这些结果中可以发现，在生长的早期，主动氧损伤引起了神经变性。