酸化ストレスによる神経変性の分子メカニズム解明

阐明氧化应激引起的神经退行性变的分子机制

• 批准号: 17790201
• 负责人: 清水 孝彦
• 金额: $ 2.18万
• 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: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17790201/
• 关键词: パーキンソン病; MnSOD; ドーパミン産生細胞; 活性酸素; Cre-loxP; ミトコンドリア; 神経変性; 酸化ストレス

パーキンソン病をはじめとする神経変性疾患で活性酸素による酸化ストレス傷害が神経毒性にとって重要な病理学的な役割を果たすと考えられている。活性酸素の大部分はミトコンドリア呼吸の副産物として産生され、タンパク質、核酸、脂質といった生体物質に化学反応を起こし、神経細胞の機能不全を起こす結果、神経変性が発生すると考えられている。Mn-SODはミトコンドリア内で活性酸素を処理する主要な防御酵素である。本研究は、ドーパミン産生細胞特異的Mn-SOD欠損マウスを作製・解析することで、酸化ストレス傷害によるパーキンソン病発症の分子メカニズムを解明することが目的である。ドーパミン産生細胞選択的なMn-SOD欠損マウスを作製するために、チロシン水酸化酵素(TH)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TH-CreマウスとMn-SOD floxマウスを交配した。尾から抽出したゲノムDNAのPCR解析からホモマウスの作出を確認した。ドーパミン産生細胞選択的なMnSOD欠損の影響を個体レベルで明らかにするために個体寿命を調べた。その結果、ホモマウスは生後3週齢から成長遅延を伴い死亡し始め、生後5週齢までに70%が死亡した。残りの30%は低体重を示すもの生後100日まで生存し、死亡した。欠損マウスのほとんどに尾の筋硬直や後肢の振戦が観察されることから、パーキンソン病の典型的な症状を呈するモデルであることが判明した。次に抗TH抗体による免疫染色でドーパミン産生細胞の脱落を調べたところ、黒質において欠損マウスに著しい変化は認められなかったが、青斑核ではドーパミン産生細胞の顕著な脱落が認められた。抗GFAP抗体の解析では欠損マウス脳の皮質や線条体などの広い領域で顕著なグリオーシスを認めた。以上の結果から、ドーパミン産生細胞特異的MnSOD欠損は青斑核のドーパミン産生細胞の細胞死を引き起こし、かつ広範囲な炎症反応を伴い、筋硬直、振戦などのパーキンソン病の典型的症状を発症したと考えられた。

人们认为，由活性氧引起的氧化应激损伤是帕金森氏病等神经调节性疾病中的重要病理作用。大多数活性氧都是由线粒体呼吸的产生产生的，并被认为会引起神经结构功能障碍，可引起诸如蛋白质，核酸和脂质等生物学物质，从而导致神经细胞动力障碍。 MN-SOD是一种主要的防御酶，可在线粒体中处理活性氧。这项研究的目的是通过制备和分析特异性多巴胺细胞的小鼠，阐明帕金森氏病的分子机制。将产生多巴胺细胞选择的Mn-肌脱落的小鼠与与CRE重组酶基因掺入的TH-CRE小鼠混合在氢氧化酪氨酸酶（Th）基因启动子的下游中。通过从尾巴提取的基因组DNA的PCR分析中证实了HOMO小鼠的产生。检查了单个生命，以阐明多巴胺细胞在个体水平上选择性MNSOD缺乏的影响。结果，Homo Mouse从三周大的延误开始死亡，到五周龄时杀死了70％。剩下的30％在出生后100天内幸存下来，死于低体重。大多数缺失的小鼠都被尾肌僵硬和后肢震颤观察到，这原来是帕金森氏病的典型症状。接下来，检查了一种抗th抗体以脱离多巴胺产生的细胞，但在多巴胺产生的细胞的绿点中识别出黑色质量中缺乏小鼠的显着变化。抗GFAP抗体的分析承认，在宽阔的区域，例如缺乏小鼠大脑的皮质和接线体。基于上述结果，多巴胺细胞特异性的MNSOD缺乏会导致蓝点产生的多巴胺细胞的细胞死亡，并具有广泛的炎症反应，并发展出典型的帕金森氏病，例如肌肉僵硬和震颤。

项目成果

Detection of amyloid beta peptides with L-isoaspartate in Alzheimer's disease

用 L-异天冬氨酸检测阿尔茨海默病中的淀粉样β肽

• 发表时间: 2006
• 期刊: Nova Biomedical Books
• 作者: Chio;Oka;Murwantoko;Masato;Yano;Yoshifumi;Ueta;Hisae;Kojima;Akiho;Tsuchiya;Masashi;Kawaichi;Hidetoshi Nojiri;Satoshi Uchiyama;Yutaka Imamura;Hidemi Misawa;Takuji Shirasawa;Kouichi Murakami;Yutaka Imamura;Takahiko Shimizu
• 通讯作者: Takahiko Shimizu

A superoxide dismutase/catalase mimetic extends the lifespan of short-lived mev-1 mutant but not the wild type strain in Caenorhabditis elegans

超氧化物歧化酶/过氧化氢酶模拟物可延长秀丽隐杆线虫短命 mev-1 突变体的寿命，但不能延长野生型菌株的寿命

• 发表时间: 2005
• 期刊: Anti-Aging Med Res 2・1
• 作者: Kurayoshi;M.;et al.;Hidetoshi Nojiri;Satoshi Uchiyama;Yutaka Imamura;Hidemi Misawa;Takuji Shirasawa;Kouichi Murakami;Hidemi Misawa;Tomonori Baba;Takahiko Shimizu;Satoshi Uchiyama
• 通讯作者: Satoshi Uchiyama

寿命延長剤、それを含有する飲食品、食品添加物、医薬品及び香粧品

延寿剂、含有延寿剂的食品和饮料、食品添加剂、药品和化妆品

• 发表时间: 2006

Conditional Knockout of Mn superoxide dismutase in postnatal motor neurons revelas resistance to mitochondrial generated superoxide radicals

出生后运动神经元中锰超氧化物歧化酶的条件性敲除揭示了对线粒体产生的超氧自由基的抵抗力

• 发表时间: 2006
• 期刊: Neurobiol Dis (in press)
• 作者: Kurayoshi;M.;et al.;Hidetoshi Nojiri;Satoshi Uchiyama;Yutaka Imamura;Hidemi Misawa;Takuji Shirasawa;Kouichi Murakami;Hidemi Misawa
• 通讯作者: Hidemi Misawa

Biological significance of isoasparate and its repair system

异天冬氨酸及其修复系统的生物学意义

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biol Pharm Bul 28・9
• 作者: Kurayoshi;M.;et al.;Hidetoshi Nojiri;Satoshi Uchiyama;Yutaka Imamura;Hidemi Misawa;Takuji Shirasawa;Kouichi Murakami;Hidemi Misawa;Tomonori Baba;Takahiko Shimizu
• 通讯作者: Takahiko Shimizu