クロライドイオンによる低分子量Gタンパク質の活性制御を介した神経細胞死の抑制

通过氯离子调节低分子量 G 蛋白活性抑制神经元细胞死亡

• 批准号: 24590282
• 负责人: 中島 謙一
• 金额: $ 3.49万
• 依托单位: Kyoto Prefectural University of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24590282/
• 关键词: クロライドイオン; 低分子量Gタンパク質; 神経細胞

近年、我々は細胞内クロライドイオンが、細胞増殖や細胞周期、神経分化など様々な細胞機能を調節していることを明らかにしてきた。また、我々の予備的な実験を含め、クロライドイオンがGタンパク質やなどのGTPase活性を制御しているという興味深い知見を得ている。一方、神経細胞における細胞死に、低分子量Gタンパク質Cdc42が関与することが知られている。細胞内のクロライドイオン濃度は、Na^+-K^+-2Cl^-共輸送体(NKCC)による取込みと、K^+-Cl^-共輸送体(KCC)やクロライドチャネルなどによる排出によりコントロールされている。生体内において、組織損傷により引き起こされる局所的なカリウムイオン濃度の上昇が、これらのクロライドイオン輸送体活性に影響を与え、その結果低分子量Gタンパク質の活性を制御し、神経細胞における細胞死が抑制されうるかを検証した。(1)PCI2細胞を高カリウムイオン濃度の培養液で処理した際の細胞内クロライドイオン濃度を、クロライドイオン感受性蛍光色素MQAEを用いて測定した。その結果、細胞外カリウムイオン濃度上昇により、細胞内クロライドイオン濃度は上昇した。これは細胞外カリウムイオン濃度の上昇により、KCC活性が抑制されたことによるものと考えられた。(2)高クロライドイオン濃度の溶液で処理することで、不活性化型Cdc42の割合が増加した。これはクロライドイオンによりCdc42のGTPase活性が上昇したことによるものと考えられた。(3)PC12細胞を高カリウムイオン濃度の培養液で処理し、細胞内クロライドイオン濃度が上昇した際に、細胞にCoCl_2処理(細胞内に活性酸素種を発生させる)を行うと、コントロール条件に比べ、死細胞の割合が低かった。これらの結果より、細胞外カリウムイオン濃度の上昇により、クロライドイオン輸送体(KCC)の活性が抑制されて細胞内クロライドイオン濃度が上昇し、不活性化型Cdc42タンパク質が増加して、細胞死が抑制されうることが示唆される。

近年来，我们透露，细胞内氯离子调节各种细胞功能，包括细胞增殖，细胞周期和神经分化。此外，我们获得了有趣的发现，即氯离子调节GTPase活性，例如G蛋白，包括我们的初步实验。另一方面，众所周知，低分子量G蛋白Cdc42与神经元的细胞死亡有关。细胞中氯离子的浓度通过Na^+-k^+-2Cl^-Cotransporter（NKCC）的摄取控制，并由K^+-Cl^-Cotransporter（KCC）和氯化物通道排泄。在体内，我们检查了由组织损伤引起的钾离子浓度的局部增加会影响这些氯离子转运蛋白的活性，从而控制了低分子量G蛋白的活性并抑制神经元中细胞死亡的活性。 （1）使用氯化离子敏感的荧光染料MQAE测量PCI2细胞用高钾离子浓度处理PCI2细胞时的细胞内氯离子浓度。结果，由于细胞外钾离子的增加，细胞内氯离子离子的浓度增加。人们认为这是由于抑制KCC活性的细胞外钾离子的浓度增加所致。 （2）用高氯离子浓度的溶液处理增加了灭活Cdc42的比例。人们认为这是由于氯离子引起的Cdc42的GTPase活性增加所致。 （3）当PC12细胞用具有高钾离子浓度的培养基处理以及当细胞内氯离子浓度升高时，死细胞的百分比低于对照条件下的百分比。这些结果表明，细胞外钾离子浓度的增加会抑制氯离子转运蛋白（KCC）的活性，增加了细胞内氯离子的浓度，并增加了灭活的Cdc42蛋白，从而导致细胞死亡的增加。

项目成果

K^+-Cl^- cotransporter 1 (KCC1) negatively regulates NGF-induced neurite outgrowth in PC12 cells.

K^ -Cl^- 协同转运蛋白 1 (KCC1) 负向调节 NGF 诱导的 PC12 细胞中的神经突生长。

• DOI: 10.1159/000341436
• 发表时间: 2012
• 期刊: Biochem. Biophys. Res. Commun.
• 作者: Nagao;H.
• 通讯作者: H.