神経細胞死における神経突起変性・崩壊メカニズムの解析

本年度の研究では,昨年度に引き続き上頚神経節(SCG)の組織片培養法を用い,神経突起変性時に見られるATPの減少に焦点を絞り,以下の新たな知見を得た.神経突起変性時のATP減少はミトコンドリア機能障害の結果ではない突起変性時に見られる突起ATPの減少を経時的に調べた結果,突起変性の初期段階であるビンブラスチン処理後6時間において既にATPの減少が始まっており,18時間後には枯渇状態に達した.驚くべきことに,処理後18時間において突起内ミトコンドリアの膜電位は保持されていた.この結果は,突起変性時のATP減少がミトコンドリア機能障害の結果ではないことを示している.突起変性時に見られるATP減少は突起先端部や細胞膜の形態的変化と相関関係にありTLCK感受性の分子機構が関与しているATP減少に並行して起こる形態的変化として,突起先端部の変性,膜のブレッビングが観察された.細胞外のNa^+濃度を低下させNa^+/K^+-ATPaseによるATPの消費を抑制すると,膜のブレッビング,突起変性の進行が有意に遅延した.また,トリプシン様プロテアーゼの阻害剤であるTLCKが突起変性を劇的に抑制するという新たな知見を得た.TLCKは膜のブレッビング,突起先端部の変性を抑制するのみならず,ATPの減少も抑制した.同様の結果は,培養下におけるウォーラー変性のモデルにおいても観察された.以上の結果は,突起先端部の変性および膜のブレッビングがATPの減少と強い相関関係にあること,更にはそれらにTLCK感受性の分子機構が関与していることを示唆している.現段階では双方の因果関係については明確な解答を得られなかったが,これはATPを直接細胞に導入することにより解決される問題であろう.TLCKに関する知見については,そのターゲットとなる酵素の同定には至らなかったものの,TLCKの特性を生かしターゲットとなる分子を同定するという,突起変性機構の研究に新たな切り口を提供した点において有意義な発見であると認識している.これらの結果を,日本神経科学学会及び北米神経科学会において発表した.また,現在,これらをまとめた論文を学術雑誌に投稿中である.

本年度の研究では,昨年度に引き続き上頚神経節(SCG)の組織片培養法を用い,神経突起変性時に見られるATPの減少に焦点を絞り,以下の新たな知見を得た.神経突起変性時のATP減少はミトコンドリア機能障害の結果ではない突起変性時に見られる突起ATPの減少を経時的に調べた結果,突起変性の初期段階であるビンブラスチン処理後6時間において既にATPの減少が始まっており,18時間後には枯渇状態に達した.驚くべきことに,処理後18時間において突起内ミトコンドリアの膜電位は保持されていた.この結果は,突起変性時のATP減少がミトコンドリア機能障害の結果ではないことを示している.突起変性時に見られるATP減少は突起先端部や細胞膜の形態的変化と相関関係にありTLCK感受性の分子機構が関与しているATP減少に並行して起こる形態的変化として,突起先端部の変性,膜のブレッビングが観察された.細胞外のNa^+濃度を低下させNa^+/K^+-ATPaseによるATPの消費を抑制すると,膜のブレッビング,突起変性の進行が有意に遅延した.また,トリプシン様プロテアーゼの阻害剤であるTLCKが突起変性を劇的に抑制するという新たな知見を得た.TLCKは膜のブレッビング,突起先端部の変性を抑制するのみならず,ATPの減少も抑制した.同様の結果は,培養下におけるウォーラー変性のモデルにおいても観察された.以上の結果は,突起先端部の変性および膜のブレッビングがATPの減少と強い相関関係にあること,更にはそれらにTLCK感受性の分子機構が関与していることを示唆している.現段階では双方の因果関係については明確な解答を得られなかったが,これはATPを直接細胞に導入することにより解決される問題であろう.TLCKに関する知見については,そのターゲットとなる酵素の同定には至らなかったものの,TLCKの特性を生かしターゲットとなる分子を同定するという,突起変性機構の研究に新たな切り口を提供した点において有意義な発見であると認識している.これらの結果を,日本神経科学学会及び北米神経科学会において発表した.また,現在,これらをまとめた論文を学術雑誌に投稿中である.