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ヒトアルドース還元酵素発現マウスを用いた糖尿病性自律神経障害の発症機構の解明

使用表达人醛糖还原酶的小鼠阐明糖尿病自主神经病变的发病机制

基本信息

批准号：
12770629
负责人：
山岸晋一朗
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Hirosaki 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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

糖尿病性神経障害の発症におけるポリオール代謝の役割を解明するため、ヒトアルドース還元酵素(hAR)発現トランスジェニックマウス(Tg)を高血糖状態にし、Tgに生じた神経障害について解析した。対照にはhAR陰性マウス(LM)を用い、糖尿病群の半数にはAR阻害剤の投与を行った。経時的に血糖、体重、痛覚閾値、運動神経伝導速度(MNCV)の測定を行い、病期12週目で末梢神経、腹腔神経節を摘出した。腹腔神経節はグルタール固定エポン包埋標本を作製し、トルイジンブルー染色標本にて神経節細胞の形態計測を行った。凍結末梢神経標本を用いて、Na^+/K^+ ATPase活性、Protein kinase C(PKC)活性を測定した。その結果、痛覚閾値は、5週では正常群に比し、糖尿病Tg群で低下したが、9週以後は有意に延長した。MNCVは、糖尿病Tg群で、正常群、糖尿病LM群に比し有意に延長した。神経節の形態計測では、細胞横断面積が、糖尿病LM群で11%、糖尿病Tg群で28%、有意に低下した。膜分画のPKC活性は、正常群に比し、糖尿病LM群で13%、糖尿病Tg群で28%低下した。Na+/K+ ATPase活性は、正常群に比し、糖尿病LM群で46%、糖尿病Tg群で62%低下した。これらの変化をAR阻害剤は、糖尿病Tg群、糖尿病LM群共、有意に改善した。神経節の免疫染色では、高血糖、ポリオール代謝亢進と共に、PKCαの細胞質から膜への移動障害が認められた。以上、糖尿病Tgの神経では、主としてPKCα分画の変化に起因する有意なPKC活性低下、Na^+/K^+ ATPase活性低下が生じ、形態学的にも、自律神経節でヒト糖尿病と同様の細胞萎縮が生じることを示した。このことから、ポリオール代謝の亢進は、神経障害発症に重要な役割を果たしており、自律神経障害にも関与していると考えられた。

Diabetic neurosis is characterized by the presence of metabolic enzymes (hAR), hyperglycemia (Tg), and metabolic disorders. For example, half of the diabetes group has AR inhibitors. Blood glucose, body weight, pain threshold, exercise nerve conduction velocity (MNCV) were measured during the course of the disease, and peripheral and abdominal nerves were extracted at 12 weeks. The morphology of the cells in the peritoneal ganglion was measured by the method of fixation and staining. The activity of Na ^+/K ^+ ATPase and protein kinase C (PKC) in frozen peripheral nervous system were measured. Results: Pain threshold decreased after 5 weeks compared with normal group, Tg decreased after 9 weeks compared with normal group. MNCV, diabetes Tg group, normal group, diabetes LM group were intentionally prolonged. Neurological morphology, cell cross-sectional area, DM LM group 11%, DM Tg group 28%, intentional decrease PKC activity in plasma membrane was lower than that in normal group, DM group (13%) and DM group (28%). Na +/K + ATPase activity was lower in DM group than in normal group (46%) and DM group (62%). The changes in AR resistance, Tg group, LM group, and intentional improvement. Immunostaining of neurocytes, hyperglycemia, hypermetabolism, PKC α and membrane translocation are recognized. The above results indicate that the causes of changes in PKC α expression in the brain of diabetes mellitus are intentional PKC activity decrease, Na ^+/K ^+ ATPase activity decrease, morphological changes, and cell atrophy in the brain of diabetes mellitus. This is the first time that we've seen this phenomenon.