2014年7月31日
阪井康能 農学研究科教授、寳関淳 学際融合教育研究推進センター特定准教授らの研究グループは、細胞内のタンパク質分解装置であるプロテアソームの活性低下が細胞死を引き起こすメカニズムの解明に成功しました。今後、老化に伴う神経変成疾患の予防という観点から、ミトコンドリアの機能障害を抑制するあるいは予め予防する食品成分（レスベラトロール?セサミン）や医薬品の摂取が効果的になることが期待されます。
本研究成果は、英国科学誌「Scientific Reports」誌オンライン版にて公開されました。
研究者からのコメント
左から阪井教授、寳関特定准教授
老化に伴うプロテアソーム活性の低下は、细胞死を引き起こし、神経変成疾患の原因となると考えられています。今回、プロテアソーム活性阻害の初期にミトコンドリアの机能障害がおこること、食品由来の抗酸化剤であるレスベラトロール、セサミンがこのミトコンドリアの机能障害を防ぐことで、细胞死を抑制することを明らかにしました。したがって、老化に伴う神経変成疾患の予防という観点から、ミトコンドリアの机能障害を抑制する、あるいは予め予防する食品成分や医薬品の摂取が効果的ではないかと考えられます。
今后、レスベラトロールやセサミンと同様の活性を持つ化合物や食品成分の探索とプロテアソームの阻害に伴うミトコンドリアの机能障害が生じるメカニズムを明らかにすることで、より的确で精度の高い神経変成疾患の予防方法の开発につながるものと考えています。
概要
分解される必要があります。このような构造异常タンパク质は、细胞内のタンパク质分解装置であるプロテアソームで分解されますが、老化に伴いプロテアソームの活性が低下することが知られており、そのために异常な构造を持ったタンパク质が蓄积することで细胞死を引き起こし、アルツハイマー病をはじめとする神経変性疾患の原因となることが知られています。しかしながら、プロテアソームの活性低下が细胞死を引き起こすメカニズムは明らかになっていませんでした。
今回は、本研究グループが以前开発した、细胞内の酸化还元状态を可视化できる蛍光プローブ搁别诲辞虫蹿濒耻辞谤を用い、老化のモデルとしてのプロテアソーム活性を阻害した条件で细胞内の酸化还元状态を计测したところ、细胞内に酸化ストレスが生じ、やがて细胞死に至ることがわかりました。プロテアソーム阻害条件下で食品由来の抗酸化剤でポリフェノールの一种であるレスベラトロールを细胞に添加したところ、细胞内の酸化ストレスを抑制したうえで、细胞生存率を回復させました。
さらにレスベラトロールは、细胞内において活性酸素を発生する主要な细胞内小器官であるミトコンドリアの障害を防ぎ、その活性酸素产生を抑制していました。また、プロテアソーム阻害条件下でミトコンドリアの酸化还元状态を计时的に调べたところ、细胞全体よりも先に酸化されることがわかりました。したがって、プロテアソーム阻害条件下では、まずミトコンドリアの机能障害が生じ、それに伴い生じる活性酸素が细胞に酸化ストレスを引き起こし、细胞死に至ることがわかりました。また、レスベラトロールやセサミンのような抗酸化剤の添加は、ミトコンドリアの机能障害を抑制することでプロテアソーム阻害に伴う细胞死を抑制できることがわかりました。このような抗酸化剤の作用と细胞死の関係とそのメカニズムについて、细胞レベル、しかも微细な细胞内小器官レベルで可视化することにより解明することができたことになります。
図：プロテアソーム活性低下による细胞内酸化?细胞死の机序とミトコンドリア局在型抗酸化化合物による细胞死抑制の机构
详しい研究内容について
タンパク质分解装置の活性低下が细胞死を引き起こす初期経路の同定と食品成分による回復
书誌情报
[DOI]
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Sunita Maharjan, Masahide Oku, Masashi Tsuda, Jun Hoseki & Yasuyoshi Sakai
"Mitochondrial impairment triggers cytosolic oxidative stress and cell death following proteasome inhibition"
Scientific Reports 4, Article number: 5896 Published 31 July 2014
掲载情报
- 朝日新聞（8月1日 4面）、京都新聞（8月1日 26面）、産経新聞（8月1日 26面）、日刊工業新聞（8月1日 23面）および毎日新聞（8月1日 23面）に掲載されました。
