一酸化窒素合成酵素によるシナプス可塑性およびニューロン死調節機構の神経化学的研究

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ラット小脳から精製した分子量16万の一酸化窒素合成酵素(nNOS)をウサギに免疫して、抗体を作製した。得られた抗nNOS抗体は、ウェスタンブロット解析から、分子量13万のiNOSおよび分子量14万のeNOSとは交差反応を示さず、分子量16万のnNOSのみと免疫反応した。この抗体を用いて、免疫組織化学的解析をしたところ、大脳皮質、線条体および海馬の神経細胞が強く免疫染色された。この結果は、NADPHジアホラーゼ染色と一致した。同様に抗カルモジュリン(CaM)抗体を用いて解析したところ大脳皮質、線条体および海馬にもCaMが豊富に存在することが示唆された。このことから、神経細胞にCa^<2+>が流入した時のみ、nNOSは活性化され、NOを産生すること、さらに、神経細胞のシナプス可塑性にも関与することが推定された。初代培養グリア細胞にはnNOSは存在しないが、エンドトキシン(LPS)刺激によって分子量13万の(iNOS)が誘導され、大量のNOが産生されることを見い出した。iNOSは、nNOSと異なり、Ca^<2+>非依存的にCaMと結合し活性化されることが示唆された。このためiNOSはCa^<2+>に影響されることなく、活性化され、大量のNOを産生することが示唆され、細胞死に関与することが推定された。NOを産生するニトロプルシッド(SNP)によってヒト神経芽細胞腫SH-SY5Yは細胞死が引き起こされたが、DBu-cGMP(Gキナーゼ活性化薬)では細胞死は起きないことを見い出した。さらに、SNPによってグリセルアルデヒド-3ーリン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)のADPリボシル化が増強された。以上の結果から、NOによる神経細胞死には、Gキナーゼの活性化が関与せず、GAPDHなどのADPリボシル化が関与することが推定された。