<総説>ヌクレオソーム単位でのDNA断片化を伴わない細胞死の解析

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  • <Review>Cell Death Associated with No Oligonucleosomal DNA Fragmentation
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抄録

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DNAのヌクレオソーム単位での断片化はアポトーシスの特徴的変化の一つであるが,断片化の欠損するアポトーシスも報告されている。本研究では,アポトーシスの核変化誘導機序の解明のために,DNA断片化を伴わない細胞死におけるその欠損原因の解析を行った。(1)ヌクレオソーム単位でのDNA断片化欠損はネオカルチノスタチンにより誘導されたMolt-4細胞のアポトーシスにおいて認められた。この時,DNA断片化に必須であるとされているDNA fragmentation factor (DFF)はMolt-4細胞において正常に機能していたことから,DFFだけでDNA断片化の誘導を説明することはできないと考えられた。(2)イミダゾールによる細胞内酸性化はDNA断片化を抑制したが,細胞内pHの中性化により断片化誘導が認められた。このことはアポトーシスにおけるDNA断片化誘導には細胞内pHが中性付近に保持されることが必要であることを示唆する結果である。(3)亜鉛とノコギリヤシ果エキスは前立腺癌細胞株にヌクレオソーム単位でのDNA断片化を欠損した細胞死を誘導し,この時の細胞死のタイプは主としてネクローシスであった。これらの知見はアポトーシスの実行過程の解明に重要な情報を与える。

Oligonucleosomal DNA fragmentation is a hallmark of apoptosis, however the fragmentation does not always occur in apoptotic cell death. In the present study, we examined the cause of no oligonucleosomal DNA fragmentation in the cell death to clarify the ladder formation mechanism during apoptosis. (1) Oligonucleosomal DNA fragmentation was not observed in neocarzinostatin (NCS)-induced apoptotic Molt-4 cells. DNA fragmentation factor (DFF), which is essential for the apoptotic ladder formation, was found to be functionally expressed in these cells, suggesting that the DFF expression is not sufficient to induce the oligonucleosomal DNA fragmentation. (2) Intracellular acidification by imidazole inhibited the formation of oligonucleosomal DNA fragmentation and the neutralization in these cells induced DNA fragmentation. This result suggests that maintaining intracellular pH in the neutral range is essential for the induction of apoptotic DNA fragmentation. (3) Zinc and the extract from S. repens induced cell death, associated with no oligonucleosomal DNA fragmentation in prostatic cancer ceH lines. Zinc and the extract-treated cells exhibited mainly necrotic features. These findings provide important information about the execution phase of apoptosis.

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