エキサイトトキシンによる神経毒性出現メカニズスの解明研究

Material type: 文書・図像類

Author: 米田, 幸雄ほか

Publisher: -

Publication date: 2002-03-25

Material Format: Digital

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Note (General)：: 金沢大学医薬保健研究域薬学系エキサイトトキシン類の神経毒性は、細胞膜上グルタミン酸レセプターを介して出現するが、3種類のイオノトロピック型サブタイプの中で、特にNMDA型とKA型サブタイプが神経細胞変性に強く関与する。本研究では、エキサイトトキシンによる神経毒性出現メカニズムに、特定機能蛋白質の「d...

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Material Type: 文書・図像類
Title: エキサイトトキシンによる神経毒性出現メカニズスの解明研究
Author/Editor: 米田, 幸雄
Yoneda, Yukio
Author Heading: 米田, 幸雄
Yoneda, Yukio
Publication Date: 2002-03-25
Publication Date (W3CDTF): 2002-03-25
Alternative Title: Studies on neurotoxic mechanisms by excitotoxins
Periodical title: 平成12(2000)年度科学研究費補助金基盤研究(A) 研究成果報告書概要 = 2000 Fiscal Year Final Research Report Summary
No. or year of volume/issue: 1998 – 2000
Volume: 1998 – 2000
Pages: 4p.-
Text Language Code: jpn
Subject Heading: 神経細胞死
神経毒
NMDAレセプター
カイニン酸レセプター
転写制御因子
CA1野、CA3野錐体細胞
歯状回顆粒細胞
c-Fos蛋白質
Neuronal death
Neurotoxins
NMDA receptors
KA receptors
Transcription factors
CA1 and CA3 subfields
Dentate granule cells
c-Fos protein
Target Audience: 一般
Note (General): 金沢大学医薬保健研究域薬学系
エキサイトトキシン類の神経毒性は、細胞膜上グルタミン酸レセプターを介して出現するが、3種類のイオノトロピック型サブタイプの中で、特にNMDA型とKA型サブタイプが神経細胞変性に強く関与する。本研究では、エキサイトトキシンによる神経毒性出現メカニズムに、特定機能蛋白質の「denovo」生合成が関与するとの仮説をうち立て、脳内における遺伝子転写調節に着目した。転写制御因子は、細胞核内で遺伝子DNAからmRNAへの転写を制御する核内蛋白質である。マウスにNMDAを全身的に適用すると、選択的にactivator protein-1(AP1)のDNA結合能上昇が、特に海馬の歯状回顆粒細胞層において強く認められたが、CA1野およびCA3野錐体細胞ではこのような増強は見られなかった。同様の解析を、KA全身適用マウスについても行った結果、歯状回顆粒細胞層だけでなく、CA1野およびCA3野錐体細胞層においても著明なAP1結合上昇が見出された。次いで、神経細胞層を含まない周辺領域についても検索を進めたところ、KA投与は各神経細胞層のみならず、周辺領域のAP1結合も著明に増強するのに対して、NMDA投与は周辺領域AP1結合には著変を与えないことが明らかとなった。KA投与後の海馬切片をニッスル染色により検討すると、NMDA投与2ヵ月後までいずれの神経層においても、海馬内神経細胞に著変は見出せなかったが、KA投与後3日以内には錐体細胞層において著しい神経細胞の脱落が誘発された。KA投与後2週間目には、CA1野およびCA3野錐体細胞は完全に脱落したが、歯状回顆粒細胞層には神経細胞脱落は見出せなかった。以上のように、本研究によりNMDAシグナルは一過性AP1結合上昇を、海馬歯状回顆粒細胞においてのみ招来するのに対して、KAシグナルは神経細胞層とは関係なく、海馬領域の広範囲に渡る持続的なAP1結合上昇を誘発することが明らかとなった。
The present study deals with modulation of gene transcription in the brain, in order to evaluate possible involvement of particular ionotropic receptor subtypes for L-glutamic acid in mechanisms underlying neuronal toxicity by excitotoxins. Transcription factors are nuclear proteins with high affinity for a particular core nucleotide sequence to modulate the activity of RNA polymerase II that is responsible for formation of mRNA from genomic DNA in the nucleus. The systemic administration of N-methyl-D-aspartic acid (NMDA) led to selective and drastic potentiation of DNA binding activity of the transcription factor activator protein-1 (AP1) in murine hippocampus. Frozen coronal sections were made with the aid of a cryostat, followed by punching out of the desired regions by a plastic capillary on dry ice under a binocular microscope. The potentiation was only seen in the dentate granule cells, but not in the CA1 and CA3 pyramidal cells. The potentiation in the dentate gyrus was transient with a peak at 2 h after administration and a decline within 4 h later, which occurred in a manner sensitive to antagonism by an NMDA channel blocker. Immunohistochemical analysis revealed that NMDA induced expression of both c-Jun and c-Fos proteins in the dentate gyrus, but not in the CA1 and CA3 subfields. By contrast, kainic acid (KA) induced drastic and prolonged potentiation of AP1 DNA binding in the CA1 and CA3 pyramidal layers in addition to dentate granule layers. The administration of KA but not NMDA led to marked potentiation of AP1 binding in areas neighboring but excluding pyramidal and granule layers. KA induced severe neuronal death in the CA1 and CA3 pyramidal layers without affecting dentate granular neurons. These results suggest that modulation of de novo synthesis of particular proteins may underlie mechanisms associated with neuronal cell death induced by excitotoxins.
研究課題/領域番号:10044328, 研究期間(年度):1998 – 2000
出典：「エキサイトトキシンによる神経毒性出現メカニズスの解明研究」研究成果報告書　課題番号10044328（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-10044328/100443282000kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成
DOI: 10.24517/00061981
Access Restrictions: 限定公開
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Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA