ニューロン・グリアにおける脳虚血ストレス応答の細胞内機構

神经元和胶质细胞脑缺血应激反应的细胞内机制

• 批准号: 11771418
• 负责人: 上原 孝
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11771418/
• 关键词: ニューロン; アポトーシス; 一酸化窒素; ミトコンドリア; カスパーゼ; DNase; 脳虚血; アストログリア; 低酸素ストレス; 分子シャペロン

ヒト由来株化ニューロンモデル細胞SH-SY5Yに一酸化窒素(NO)を負荷すると,クロマチンの凝縮,DNA断片化,低DNA含量細胞や細胞膜上へのフォスファチジルセリンの露出を伴うアポトーシス様の死が起こることをこれまでに報告している.そこで,今年度はその詳細なアポトーシス実行過程を明らかにする目的で研究を行い,以下の知見を得た.NOはミトコンドリアからのチトクロームcの漏出を惹起し,それに続いてカスパーゼ-2,-3,-6,-7,および-9の活性化を引き起こした.また,カスパーゼ-3の基質蛋白質であり,DNA断片化に関与するDNaseであるCADに結合して活性を制御しているinhibitor of CAD(ICAD)の分解もNOによって起こることが分かった.カスパーゼ-3阻害ペプチドを処理すると,カスパーゼ-2,および-7の切断が抑制されたことから,カスパーゼ-3はカスパーゼ-2および-7の上流で働いていることが示唆された.一方,NOは時間依存的にミトコンドリア内膜の膜電位を低下させることが明かとなった.内膜において,透過性を調節する複合体に作用するシクロスポリンAおよびbongkrekic acidはNOによるミトコンドリア膜電位の低下を有意に抑制し,さらにチトクロムCの細胞質への漏出とそれに続くDNAの断片化も抑制した.以上のことから,NOはミトコンドリアに作用し,その膜電位を低下させることでアポトーシス実行因子であるチトクロムCを細胞質に放出させ,カスパーゼおよびDNaseを活性化して,アポトーシスを惹起している可能性が示唆された.

我们先前已经报道说，一氧化氮（NO）负载人源性神经元模型细胞SH-SY5Y会导致细胞凋亡样死亡，染色质凝结，DNA碎片，DNA片段化以及将磷脂酰透明氨酸暴露于低DNA含量细胞和细胞膜上。因此，今年我们进行了一项研究，以阐明详细的凋亡执行过程，并获得了以下发现：没有触发细胞色素c从线粒体中的泄漏，然后激活caspase-2，-3，-6，-6，-7和-9。它也与CAD结合，CAD是caspase-3的底物蛋白，以及参与DNA片段化的DNase，并调节其活性。发现CAD（ICAD）的降解也是由NO引起的。 caspase-3抑制性肽的处理抑制了caspase-2和-7的切割，这表明caspase-3在caspase-2和-7的上游起作用。同时，已证明NO可以以时间依赖的方式降低线粒体内膜的膜电位。环孢素A和Bongkrekic对调节内膜渗透性的复合物的作用。酸显着抑制了由NO引起的线粒体膜电位的降低，还抑制了细胞色素C渗入细胞质中，并抑制了随后的DNA片段化。这些结果表明，没有任何作用于线粒体并降低其膜电位，从而导致细胞色素C，启用凋亡的因子，进入细胞质，并激活caspase和dnase，从而导致细胞凋亡。

项目成果

Tadashi Nishiya: "Involvement of nuclear factor-κB (NF-κB) signaling in the expression of inducible nitric oxide synthase (iNOS) gene in rat C6 glioma cells."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 275. 268-273 (2000)

Tadashi Nishiya：“核因子-κB (NF-κB) 信号传导参与大鼠 C6 神经胶质瘤细胞中诱导型一氧化氮合酶 (iNOS) 基因的表达。”Biochem.Biophys.Res.Commun.. 275. 268-273 ( 2000）

Akihiro Ito: "Isolation of Ich-1S (caspase-2S) -binding protein that partially inhibits caspase activity."FEBS Letters. 470. 360-364 (2000)

Akihiro Ito：“分离部分抑制 caspase 活性的 Ich-1S (caspase-2S) 结合蛋白。”FEBS Letters。

Takashi Uehara: "Possible involvement of p38 MAP kinase in HSP70 expression induced by hypoxia in rat primary astrocytes"Brain Research. 823. 226-230 (1999)

Takashi Uehara：“p38 MAP 激酶可能参与大鼠原代星形胶质细胞缺氧诱导的 HSP70 表达”脑研究。

Takashi Uehara: "Transient NF-κB activation stimulated by inteleukin-1β may be partly dependent on proteasome activity, but not phosphorylation and ubiquitination of IκBαmolecule, in C6 glioma cells"Journal of Biological Chemistry. 274. 15875-15882 (1999)

Takashi Uehara：“在 C6 神经胶质瘤细胞中，白细胞介素 1β 刺激的瞬时 NF-κB 激活可能部分依赖于蛋白酶体活性，但不依赖于 IκBα 分子的磷酸化和泛素化”《生物化学杂志》274. 15875-15882 (1999)。

Akihiro Ito: "Possible involvement of cytochrome c release and subsequent activation of caspases in ceramide-induced apoptosis in SK-N-MC cells"Biochimica et Biophysica Acta. 1452. 263-274 (1999)

Akihiro Ito：“细胞色素 c 释放和随后的半胱天冬酶激活可能参与神经酰胺诱导的 SK-N-MC 细胞凋亡”Biochimica et Biophysicala Acta。