Bcl-2ファミリー蛋白質を介する細胞死モードスイッチの分子機構の研究

Bcl-2家族蛋白介导细胞死亡模式转换的分子机制研究

• 批准号: 04J07828
• 负责人: 藤田 亮介
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J07828/
• 关键词: ネクローシス; アポトーシス; 細胞死モードスイッチ; 網膜虚血; 脳虚血; 神経栄養因子; Bcl-2ファミリータンパク質; プロテインキナーゼC

申請者はこれまでの検討で、初代培養大脳皮質細胞の低密度無血清培養で引き起こされるネクローシスが、高密度培養上清の添加によってアポトーシスに変換される事を見出し、この活性本体がNDIと名付けた一分子によって引き起こされている事を明らかにしてきた。NDIはプロテインキナーゼCの活性化を介して、虚血ストレスを受けた細胞で減少しているグルコースの取り込みを上昇する事でネクローシスを抑制する一方で、Bcl-2ファミリータンパク質のBax、Bimの発現を誘導してミトコンドリアからのアポトーシス誘導を積極的に引き起こしている。この系についてもプロテインキナーゼCの活性化が必要である事を阻害剤並びに、アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた検討から明らかになった。この様な分子機構を有するNDIは生体内において傷害の保護に働いている事がマウス網膜虚血モデルに対して、NDIのアンチセンスオリゴヌクレオチド処置した事で傷害がより悪化した事から明らかになった。NDIの持つネクローシスからアポトーシスへの細胞死モードスイッチは、脳卒中時に見られる虚血中心部でのネクローシスによる周辺領域に傷害を拡大が、傷害された周辺領域においてアポトーシスにスイッチされ、その外側の領域への傷害の拡大しない生体保護機構を模していると考えられる。実際、マウス網膜虚血モデルにおいて引き起こされる神経傷害はNDIの硝子体内投与あるいは全身投与によってほぼ完全に抑制される事が示された。さらにマウス総頸動脈結紮による脳虚血モデルにおいてもNDIの投与は虚血によって引き起こされるネクローシスをほぼ完全に抑制した。驚いた事に、in vivoでの検討ではネクローシス抑制は認められるものの、アポトーシスの誘導は認められなかった。NDIはin vivoにおいて神経細胞あるいは非神経細胞に作用してアポトーシスの抑制に働く神経栄養因子の発現を上昇させる作用を有している事が明らかとなり、その結果、NDIの投与ではネクローシスとアポトーシスの両方の細胞死が抑制され、虚血による傷害が完全に抑制された。

在先前的研究中，申请人发现，由原代脑皮质细胞的低密度血清培养物引起的坏死通过添加高密度培养上清液转化为凋亡，并揭示了这种活性体是由名为NDI的分子引起的。 NDI通过通过激活蛋白激酶C的激活而增加受缺血性胁迫的细胞中葡萄糖的摄取减少来抑制坏死，同时诱导Bcl-2家族蛋白Bax和BIM的表达，积极诱导线粒体诱导凋亡。通过使用抑制剂和反义寡核苷酸的研究表明，蛋白激酶C的激活也是该系统的激活。已经揭示了具有这样一种分子机制的NDI可在体内保护损伤，这是因为反义寡核苷酸治疗NDI在小鼠视网膜缺血模型中对NDI的治疗使损伤恶化。人们认为，NDI凋亡诱导的细胞死亡模式转换的坏死被认为是模仿一种生物保护机制，由于中风期间观察到的缺血中心坏死而不会扩大到周围区域的损伤，但在受伤的外围区域中切换为凋亡，并未受伤，并不会扩大外围损伤。实际上，已经表明，在小鼠视网膜缺血模型中造成的神经损伤几乎被NDI的玻璃体内或全身给药完全抑制。此外，在由小鼠共同颈动脉连接引起的脑缺血模型中，NDI的给药几乎完全抑制了缺血引起的坏死。令人惊讶的是，在体内研究中，观察到坏死抑制作用，但未观察到凋亡的诱导。已经表明，NDI具有增加对神经元或体内神经元或非神经元细胞的神经营养因子的表达的作用，因此，NDI抑制了NECROSIS和凋亡细胞死亡的施用，并抑制了缺血性造成的损伤。