エルゴチオネインによるアミロイドβ誘発神経毒性保護効果の分子機構解明

阐明麦角硫因对β淀粉样蛋白诱导的神经毒性的保护作用的分子机制

基本信息

批准号：
22K06650
负责人：
中道範隆
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Takasaki University of Health and Welfare
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

天然物由来の水溶性アミノ酸エルゴチオネイン（ERGO）は、強力な抗酸化作用を有しており、アルツハイマー病の発症に関与するアミロイドβ（Aβ）が誘発する神経細胞障害に対して保護効果を示す。研究代表者は、これまでにERGOが抗酸化作用以外のメカニズム、神経栄養因子の誘導やmTORシグナルの活性化を介して神経分化や神経成熟を促進することを明らかとした。神経栄養因子やmTORシグナルの活性化は神経細胞に保護的に働くことから、ERGOは抗酸化作用以外のメカニズムでも神経保護効果を発揮する可能性がある。ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞を10% FBSおよびレチノイン酸入りのDMEM/Ham’s F-12培地で培養後、1% FBS入りの同培地で培養した。本条件で培養したSH-SY5Y細胞では、コリン作動性神経マーカーChATのmRNA発現が増加した。コリン作動性神経に分化させたSH-SY5Y細胞にAβを曝露することにより、濃度依存的な細胞毒性が検出され、その細胞毒性はERGOにより濃度依存的に抑制された。オートファジーは細胞内の不要タンパクを除去するシステムであり、過剰にリン酸化されたタウタンパク質（Tau）の除去に働くと考えられる。一方、mTORを活性化するERGOはオートファジーを抑制する可能性があり、ERGO がTauのリン酸化にどのような影響を及ぼすのか興味深い。そこで、AβによるTauのリン酸化に対するERGOの効果についてウェスタンブロット法により検討を加えた。対照群と比較してAβ曝露群では有意にリン酸化Tauの発現量が増大し、その発現量増大はERGOにより濃度依存的に抑制された。したがって、ERGOはAβによるリン酸化Tauの発現量増大を抑制し、細胞毒性を軽減する可能性が示された。今後はERGOによるAβ細胞毒性の保護効果に神経栄養因子やmTORシグナル、オートファジーが関与するのかについて検討を加える。

天然存在的水溶性氨基酸麦角硫因 (ERGO) 具有很强的抗氧化作用，并对β淀粉样蛋白 (Aβ) 引起的神经元损伤具有保护作用，β淀粉样蛋白与阿尔茨海默病的发病有关。主要研究者此前曾透露，ERGO 通过抗氧化作用以外的机制促进神经元分化和成熟，例如诱导神经营养因子和激活 mTOR 信号。由于神经营养因子和 mTOR 信号传导的激活对神经元具有保护作用，因此 ERGO 可能通过抗氧化作用以外的机制发挥神经保护作用。将人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞培养在含有10％FBS和视黄酸的DMEM/Ham's F-12培养基中，然后在含有1％FBS的相同培养基中培养。在这些条件下培养的 SH-SY5Y 细胞中，胆碱能神经元标记 ChAT 的 mRNA 表达增加。当分化为胆碱能神经元的SH-SY5Y细胞暴露于Aβ时，检测到浓度依赖性细胞毒性，并且ERGO以浓度依赖性方式抑制细胞毒性。自噬是一种去除细胞内不必要蛋白质的系统，被认为可以去除过度磷酸化的 tau 蛋白 (Tau)。另一方面，激活 mTOR 的 ERGO 可能会抑制自噬，观察 ERGO 如何影响 Tau 磷酸化很有趣。因此，我们使用蛋白质印迹研究了 ERGO 对 Aβ 磷酸化 Tau 的影响。与对照组相比，Aβ暴露组磷酸化Tau的表达水平显着增加，并且表达水平的增加被ERGO以浓度依赖性方式抑制。因此，表明ERGO可抑制Aβ引起的磷酸化Tau表达水平的增加，并具有降低细胞毒性的潜力。未来我们将研究神经营养因子、mTOR信号和自噬是否参与ERGO对Aβ细胞毒性的保护作用。