真核単細胞生物E.gracilisをモデルとする活性酸素ストレスと生体応答

環境汚染重金属である塩化カドミウム(Cd)をストレス源とし、細胞毒性評価モデルとしてより単純で扱いも容易な真核単細胞鞭毛藻類Euglena gracilisに着目し、光合成を行うZ株とクロロフィル合成能を欠損したSMZ株を用い、以下の興味深い結果を得た。(1)500μM以上のCd曝露で急性毒性細胞死、10-100μMレベルでは細胞巨大化、ヒトデ状分裂異常細胞の有意な増加を認めた。また、10μM以下で細胞増殖率の増加を認め、Cdの必須微量元素としての必要性が示唆された。(2)共焦点レーザー顕微鏡観察によりCd惹起巨大化分裂異常細胞の多核を確認した。(3)蛍光プローブを用いてCd惹起細胞障害に対する活性酸素の関与を明らかにした。(4)コメットアッセイによりCd曝露細胞でDNA断片化を確認した。(5)フローサイトメトリーによりCd曝露細胞で膜電位の低下、フォスファチヂルセリンの露出などアポトーシス様障害を認めた。(6)TUNEL法および電子顕微鏡観察によりミトコンドリアのDNA断片化や構造異常が認められ、Cdの標的細胞内小器官はミトコンドリアであることを確認した。(7)遅延蛍光法によりCdは光合成には影響しないことがわかった。(8)Cd曝露により細胞内グルタチオン合成量が増加し、抗酸化機構の働きが促進していることを明らかにした。(9)細胞増殖阻害が現れ始める50μM Cd曝露細胞でストレスタンパク質Heat-shock protein(Hsp)70を検出した。(10)グルタチオン添加によってもHsp70が検出され、CdストレスとRedox regulationの関与を示唆する結果を得た。(11)Cdの他に、ヒ素と紫外線、トリブチルスズをストレス源とした場合でも、活性酸素ストレスの発現と細胞内抗酸化機構の作動が敏速に行われていることがわかり、細胞評価モデルとしてE.gracilisが有用であることを確認した。

環境汚染重金属である塩化カドミウム(Cd)をストレス源とし、細胞毒性評価モデルとしてより単純で扱いも容易な真核単細胞鞭毛藻類Euglena gracilisに着目し、光合成を行うZ株とクロロフィル合成能を欠損したSMZ株を用い、以下の興味深い結果を得た。(1)500μM以上のCd曝露で急性毒性細胞死、10-100μMレベルでは細胞巨大化、ヒトデ状分裂異常細胞の有意な増加を認めた。また、10μM以下で細胞増殖率の増加を認め、Cdの必須微量元素としての必要性が示唆された。(2)共焦点レーザー顕微鏡観察によりCd惹起巨大化分裂異常細胞の多核を確認した。(3)蛍光プローブを用いてCd惹起細胞障害に対する活性酸素の関与を明らかにした。(4)コメットアッセイによりCd曝露細胞でDNA断片化を確認した。(5)フローサイトメトリーによりCd曝露細胞で膜電位の低下、フォスファチヂルセリンの露出などアポトーシス様障害を認めた。(6)TUNEL法および電子顕微鏡観察によりミトコンドリアのDNA断片化や構造異常が認められ、Cdの標的細胞内小器官はミトコンドリアであることを確認した。(7)遅延蛍光法によりCdは光合成には影響しないことがわかった。(8)Cd曝露により細胞内グルタチオン合成量が増加し、抗酸化機構の働きが促進していることを明らかにした。(9)細胞増殖阻害が現れ始める50μM Cd曝露細胞でストレスタンパク質Heat-shock protein(Hsp)70を検出した。(10)グルタチオン添加によってもHsp70が検出され、CdストレスとRedox regulationの関与を示唆する結果を得た。(11)Cdの他に、ヒ素と紫外線、トリブチルスズをストレス源とした場合でも、活性酸素ストレスの発現と細胞内抗酸化機構の作動が敏速に行われていることがわかり、細胞評価モデルとしてE.gracilisが有用であることを確認した。