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PC12はラット副腎髄質の褐色細胞腫に由来する細胞株であり、神経芽細胞と好酸球細胞の混合物を含む神経堤の胚起源である。[1] [2] [3]
背景
この細胞株は、1976年にグリーンとティシュラーによって初めて培養されました。[1]薬理学的操作の汎用性が極めて高く、培養が容易で、増殖と分化に関する情報が大量にあることから、副腎クロマフィン細胞モデルと並行して開発されました。 [4] これらの特性により、小胞や量子サイズが小さく、放出される神経伝達物質の平均モル数がわずか1.9x10 −19であっても利点があります。 [4] 小胞にはカテコールアミン（主にドーパミン）が含まれていますが、ノルエピネフリンも少量含まれており、これらの神経伝達物質が放出されると、クロマフィン細胞と同様に電流の変化によってスパイクが発生します。
PC12細胞株の使用により、小胞融合の基礎となるタンパク質の機能について多くの情報が得られました。この細胞株は、小胞-細胞膜融合におけるシナプトタグミンの役割を理解するために使用されています。[5]
差別化
神経芽細胞の発生学的起源は、成体ニューロンとは見なされないものの、ニューロン様細胞に容易に分化できることを意味する。ニューロン様とは、ニューロンに類似した特性を共有することを意味し、この場合は小胞によって神経伝達物質を放出することを指す。PC12細胞は、神経成長因子またはデキサメタゾンで処理すると分裂を停止し、最終分化します。[6]このため、PC12細胞はニューロン分化および神経分泌のモデルシステムとして有用である。
神経成長因子
PC12細胞を神経成長因子で処理すると、神経突起瘤と呼ばれる長い突起を持つ細胞が形成され、その中には少量の小胞が含まれています。神経成長因子で10～14日間処理したPC12細胞では、細胞体から小胞が放出されず、神経突起の末端に小胞が集まっていることが示されています。[4]
デキサメタゾン
PC12細胞をデキサメタゾンで処理すると、クロマフィン様細胞に分化します。パッチクランプ記録とアンペロメトリーを用いたところ、量子サイズ、興奮性、カルシウムチャネルと小胞放出部位間の結合が約2x10 −19モルから約6.5x10 −19モルに大幅に増加しました。[4]
小胞に対する薬物の影響
研究では、特定の薬剤による治療に応じて小胞の大きさと量子の大きさに違いがあることが示されています。
- L-DOPAは40～90分間投与しただけでも平均量子サイズの増加がみられることが示されています。[4]
- アンフェタミンやレセルピンによる治療は小胞含有量の減少を引き起こす。[4]
- 重金属である鉛(II)、カドミウム(II)、ストロンチウム(II)、バリウム(II)を挿入すると、カルシウムセンサーであるシナプトタグミンに対する作動薬となることが示されています。[4]
- この細胞株を使用して他の有機物がPC12細胞に与える影響を調べる研究が行われてきました。これらの研究は、PC12細胞株の使用が過去および将来の神経毒性研究のモデルになり得ることを示しています。[7]
ドーパミン代謝に対する薬物の影響
PC12細胞は、パーキンソン病の病理に関与する自己毒素であるDOPALなどのドーパミン代謝物の薬理学的変化の可能性を評価するために研究されてきた。[8]
- MAO-B阻害剤ラサギリンとセレギリンはDOPAL形成を減少させた。[9]
- 可逆性MAO-A阻害剤のほとんどはDOPAL形成を減少させることができなかったが、不可逆性MAO-A阻害剤クロルギリンはDOPAL産生を減少させた。[9]
研究
PC12細胞株は、脳の病気についてより多くの情報を得るために使用されてきました。この細胞株は低酸素症の研究に使用され、急性低酸素症はエキソサイトーシスを誘発し、長期の低酸素症は過剰なエキソサイトーシスを誘発する可能性があります。PC12細胞は、どのプリオンタンパク質断片が神経機能障害を引き起こすかを見つけるために使用されました。 [4]
モノアミン（ドーパミンとノルエピネフリン）経路に加えて、PC12細胞はキヌレニン経路とセロトニン経路の両方を発現することが報告されている。この主張を裏付けるものとして、必要な酵素の発現に関するRT-PCRの証拠とメラトニン処理による発現の変化の両方がある。[10] PC12細胞によるセロトニン経路の発現に関する反対意見は、この細胞株を最初に確立した研究者らによって表明された。[1]
参照
参考文献
- ^ abc Greene, LA; Tischler, AS (1976年7月). 「神経成長因子に反応するラット副腎褐色細胞腫細胞のノルアドレナリン作動性クローン株の確立」.米国科学アカデミー紀要. 73 (7): 2424–2428. Bibcode :1976PNAS...73.2424G. doi : 10.1073/pnas.73.7.2424 . PMC 430592. PMID 1065897 .
- ^ 「PC-12/CRL-1721 細胞株」。LGC Promochem: 細胞生物学コレクション。アメリカ培養細胞コレクション。2011 年 4 月 11 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年 8 月 15 日閲覧。
- ^ 「副腎と傍神経節 - 発生学」。
- ^ abcdefgh Westerink, RHS; Ewing, AG (2007 年 11 月 15 日). 「神経分泌のモデルとしての PC12 細胞: 神経分泌のモデルとしての PC12 細胞」. Acta Physiologica . 192 (2): 273–285. doi :10.1111/j.1748-1716.2007.01805.x. PMC 2663028. PMID 18005394 .
- ^ Gustavsson, Natalia; Han, Weiping (2009年8月1日). 「神経伝達物質を超えたカルシウム感知：神経内分泌と内分泌におけるシナプトタグミンの機能」. Bioscience Reports . 29 (4): 245–259. doi :10.1042/BSR20090031. PMID 19500075. S2CID 29496725 .
- ^ がん教育センター
- ^ Lankri, David; Haham, Dikla; Lahiani, Adi; Lazarovici, Philip; Tsvelikhovsky, Dmitry (2018年4月18日). 「メチレンシクロアルキル酢酸（MCA）スキャフォールドベースの化合物の新規神経向性剤としての活用」ACS Chemical Neuroscience . 9 (4): 691–698. doi :10.1021/acschemneuro.7b00473. PMID 29265805.
- ^ マサト、アンナ; プロテガー、ニコレッタ; ボアサ、ダニエラ; ブバッコ、ルイージ (2019-08-20). 「パーキンソン病の病因におけるドーパミン代謝障害」.分子神経変性. 14 (1): 35. doi : 10.1186/s13024-019-0332-6 . ISSN 1750-1326. PMC 6728988 . PMID 31488222.
- ^ ab Goldstein, David S.; Jinsmaa, Yunden; Sullivan, Patti; Holmes, Courtney; Kopin, Irwin J.; Sharabi, Yehonatan (2016年2月). 「PC12細胞における自己毒性ドーパミン代謝物3,4-ジヒドロキシフェニルアセトアルデヒドの産生減少におけるモノアミン酸化酵素阻害剤の比較」. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics . 356 (2): 483–492. doi :10.1124/jpet.115.230201. ISSN 1521-0103. PMC 4746494. PMID 26574516 .
- ^ Li, Yang; Hu, Nan; Yang, Dan; Oxenkrug, Gregory; Yang, Qing (2017年3月). 「トリプトファン代謝におけるキヌレニン経路とセロトニン経路のバランスの調整」. The FEBS Journal . 284 (6): 948–966. doi : 10.1111/febs.14026 . PMID 28118532. S2CID 5534560.
外部リンク
- 「PC12細胞」という用語を含むWikipediaの記事[1]
- Rasの機能はPC12細胞株[2]を用いて部分的に解明された。癌医学の教科書のセクションより
- 神経伝達に関するセクション[3]にはPC12細胞株に関する言及がいくつかある。
- PC12 の Cellosaurus エントリ