4,4-ジイソチオシアナトスチルベンジスルホン酸による15-デオキシ-Δ-プロスタグランジンJ誘発神経細胞のアポトーシスの増強

4,4-Diisothiocyanatostilbene Disulfonic Acid Enhanced 15-Deoxy-Δ-prostaglandin J-Induced Neuronal Apoptosis.

• Hiromi Koma
• Yasuhiro Yamamoto
• Hiroaki Kumagai
• Tatsurou Yagami

抄録

4,4-ジイソチオシアナトスチルベンジスルホン酸(DIDS)は、電圧依存性アニオンチャネル(VDAC)を含むアニオンチャネルのアンタゴニストであり、神経毒性と神経保護の両方に作用することから、論争の的となっています。VDACは神経細胞のアポトーシスに寄与し、15-デオキシ-Δ-プロスタグランジンJ（15d-PGJ）の標的タンパク質候補である。VDACは15d-PGJによる神経細胞のアポトーシスに関与しており、カスパーゼ3が活性化されている。本研究では、ラット皮質神経細胞の一次培養において、DIDSが神経保護作用を有するか、あるいは神経毒性を有するかを調べた。神経細胞の生存率は、主に3-(4,5-ジメチル-2-チアゾリル)-2,5-ジフェニル-2Hテトラゾリウムブロマイド(MTT)還元アッセイにより評価した。血漿膜の完全性およびアポトーシスは、それぞれ、ヨウ化プロピジウム(PI)およびHoechst33342の染色によって検出された。あるいは、アポトーシスは、カスパーゼ-３アッセイキットによっても測定された。ＤＩＤＳは、１５ｄ-ＰＧＪ誘導アポトーシスを受けるニューロンを抑制しなかった。一方、DIDSはそれ自体で濃度依存的に神経細胞死を引き起こし、その神経毒性を確認した。また、DIDSの亜致死量投与では、MTT還元活性の低下、カスパーゼ-3活性の上昇、クロマチンの凝縮、PIのニューロンへの進入、ニューロン形態の変性は認められなかった。興味深いことに、DIDSは15d-PGJが誘発する神経細胞のアポトーシスを亜致死条件下で顕著に増加させた。我々の知る限りでは、15d-PGJの神経毒性に対してDIDSが相乗効果を示した最初の報告である。

4,4-Diisothiocyanatostilbene disulfonic acid (DIDS), an antagonist of anion channel including voltage-dependent anion channel (VDAC), acts as both neurotoxicant and neuroprotectant, resulting in the controversy. VDAC contributes to neuronal apoptosis and is a candidate target protein of 15-deoxy-Δ-prostaglandin J (15d-PGJ). Caspase-3 is activated during neuronal apoptosis caused by 15d-PGJ. In the present study, we ascertained whether DIDS was neuroprotective or neurotoxic in the primary culture of rat cortical neurons. Neuronal cell viabilities were primarily evaluated by the 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H tetrazolium bromide (MTT) reduction assay. Plasma membrane integrity and apoptosis were detected by the staining of propidium iodide (PI) and Hoechst33342, respectively. Alternatively, apoptosis was also measured by caspase-3 assay kit. DIDS did not prevent neurons from undergoing the 15d-PGJ-induced apoptosis. In contrast, DIDS caused neuronal cell death in a concentration-dependent manner by itself, confirming its neurotoxicity. The sublethal application of DIDS did not decrease MTT-reducing activity, increase caspase-3 activity, condense chromatin, allow PI to enter neuron and degenerate neuronal morphology significantly. Interestingly, DIDS enhanced the 15d-PGJ-induced neuronal apoptosis markedly under the sublethal condition. To our knowledge, this is the first report of synergistic effects of DIDS on the neurotoxicity of 15d-PGJ.