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Addres correspondence to Dr. Mitsuyoshi Matsuo, Tokyo Mptr,politan Institute of Gerontology, 35-2 Sakaecho, Itabaslu ku, Tokyo 173 Japan

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TCRC.,VoL11,No.1

細 胞老 化 と酸 化 的ス トレス

松 尾 光 芳 東京都老人総合研究所

活 性酸 素 な どの酸 化 因 子 は 、重 要 な環 境 因 子 で あ る の み な らず 、細 胞 自身 に よ っ て も産 生 され る 、活性 酸 素 は細 胞 を障 害 す るが 、細 胞 を活 性 化 す る場 合 の あ る こ と も見 出 され て い る。酸 化 的 ス トレス な らび に 抗 酸 化 防 御 能 は細 胞 に よ り異 な って い る.酸 化 的 ス トレス は細 胞 老 化 の過 程 で大 き く変 動 す る こ とは ない と考 え られ るが 、 抗 酸 化 酵 素 は 細 胞 老 化 に伴 い 変 化 す る可 能 性 が あ る。 キ ー ワ ー ド:活 性 酸 素 、 抗 酸 化防 御 系 、 細 胞 増 殖 、 細 胞 老 化 、 酸 化 的 ス トレス 1は じ め に 酸 化 的 ス トレ ス とは 、 生 体 内 に お い て 酸 化 因 子 の 作 用 が 抗 酸 化 因 子 の 作 用 を凌 駕 す る状 態 に な る こ と を い う.近 年 、 ス ー パ ー オ キ シ ドラ ジ カ ル 、 ヒ ドロ キ シ ル ラ ジ カ ル 、 過 酸 化 水 素 な どの 分 子 状 酸 素 に関 連 す る反 応 種 、 い わ ゆ る活 性 酸 素 種 や ラ ジ カ ル種 が 生 体 に種 々 の 作 用 を及 ぼ す こ とが 明 ら か に され て き た。 酸 化 的 ス トレ ス は 、 これ らの 反 応 種 が 生 体 に 与 え る影 響 を大 ま か に表 現 す る場 合 に 用 い ら れ る便 利 な言 葉 で あ る.な お 、 ス トレ ス とい うか ら に は 酸 化 的 ス トレ ス は 有 害 な 影 響 を差 して い る が 、 活 性 酸 素 種 や ラ ジ カ ル 種 の 作 用 の 中 に は 生 体 に とっ て 欠 くこ との で き な い 生 理 作 用 も 含 まれ て い る こ とを 忘 れ て は な ら な い 。こ こ で は 、 培 養 正 常 細 胞 の 細 胞 老 化 お よ び増 殖 に 対 す る酸 化 的 ス トし ス な ら び に 酸 化 的 ス トレ スに 朗 応 す る抗 酸 化 防 御 系 の 関 与 に つ い て 述 べ る。

Addres correspondence to Dr. Mitsuyoshi Matsuo, Tokyo Mptr,politan Institute of Gerontology, 35-2 Sakaecho, Itaba-slu ku, Tokyo 173 Japan

2培 養 正 常 細 胞 の 増 殖 と酸 化 的 ス トレス (1>分 子 状 酸 素 我 々 好 気 性 生 物 は、 掴 体 と し て は もち ろ ん 細 胞 と して も分 子 状 酸 素 の な い環 境 で は生 存 で き な い、 しか し、 分 子 状 酸 素 に は毒 性 の あ る こ と も よ く知 られ て い る。因 み に 、100%酸 素 雰 囲 気 下 で 飼 育 さ れ た ラ ッ トは ほ ぼ72時 間 以 内 に 死 に 至 る 。 大 気 中 には 、約21%の 分 子 状 酸 素(酸 素 分 圧 約160mmHg) が 含 まれ て い る。通 常 、培 養 細 胞 は95%空 気 一5% 炭 酸 ガ ス(約20%酸 素)と い う雰 囲 気 の 中 で 培 養 さ れ て い る。 と こ ろで 、 生 体 内 の 組 織 中 の 酸 素 分 圧 は肺 の 酸 素 分 圧 を別 に す れ ば 大 気 中 の そ れ よ り か な り低 い。 例 え ば 、 心 臓 約50mmHg、 脳 約30 mmHg、 肝 臓 約25mmHgな どで あ る.な お 、肺 の 酸 素 分 圧 は約140mmHgで あ る。分 子 状 酸 素 を培 養 細 胞 の 環 境 函 子 と して み た 場 合 に生 ず る 素 朴 な 疑 問 の 一 つ は 、20%酸 素 雰 囲 気 が 細 胞 に どの よ う な 影 響 を与 え て い る か と い う こ とで あ る. a高 濃 度 酸 素 高 濃 度 酸 素 は 細 胞 に と っ て 有 害 で あ る。 ヒ ト胎

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50%以 下 に低 下 す るD。 一 方 、50気 圧100%窒 素 に 1時 間 曝 露 され た 細 胞 の コ ロニ ー 形 成 率 は ほ とん ど変 化 し な い 。 b低 濃 度 酸 素 ヒ ト胎 児 肺 由 来 二 倍 体 線 維 芽 細 胞WI・38細 胞 や IMR-90細 胞 の 増 殖 能 は20%よ り も低 い濃 度 の 酸 素 雰 囲 気 下 で 充 進 す る と い う報 告 が あ るを)、特 に 、細 胞 を低 濃度 播 種(2,000細 胞/25cmり す る場 合 に は、 2%酸 素 雰 囲 気 下 の 細 胞 の 増 殖 能 は20%酸 素 雰 囲 気 下 の そ れ の20倍 以 上 充 進 す る とい う。 c酸 素 濃 度 と細 胞 増 殖 ヒ トニ 倍 体 リ ンパ 芽 球 様 細 胞TK6細 胞 、ア フ リ カ ミ ド リザ ル 腎 細 胞Vero細 胞 、マ ウ ス ミエ ロー マ 細 胞Sp2/0由 来 細 胞 の 倍 加 時 間 と酸 素 濃 度 の 関 係 を調 べ た研 究 が あ る3)。懸 濁 培 養 法 でTK6細 胞 を 培 養 し た 場 合 の 倍 加 時 間 は 酸 素 濃 度60∼430 mmHgの 間 で14∼20時 間 、DEAE一 セ フ ァ デ ツク ス 微 小 担 体 上 でVero細 胞 を培 養 し た 場 合 の 倍 加 時 間 は酸 素 濃 度140∼320mmHgの 聞 で35∼40時 間 、 また 懸 濁 培 養 法 でSp2/0由 来 細 胞 を培 養 した 場 合 の 倍 加 時 間 は 酸 素 濃 度70∼300mmHgの 間 で 14∼20時 間 で あ る.こ れ らの 酸 素 濃 度 範 囲 以 外 で は 、 そ れ ぞ れ の 細 胞 の 倍 加 時 間 は延 長 す る。 細 胞 増 殖 に 及 ぼ す 酸 素 濃 度 の 影 響 は細 胞 に よ り異 な る。 例 え ば 、TK6細 胞 は比 較 的 広 い 範 囲 の 酸 素 濃 度 の 変 動 に耐 え られ る が 、Vero細 胞 は比 較 的 狭 い範 囲 の 酸 素 濃 度 の 変 動 に しか 耐 え られ な い 。 興 味 深 い こ とに 、 これ ら の 細 胞 の 増 殖 に 関 す る最 適 酸 素 濃 度 は 、 肺 を 除 く臓 器 の 酸 素 濃 度(<50mmHg>よ り高 い. 〈2)活 性 酸 素 a細 胞 に よ る 活 性 酸 素 の 生 成 白血 球 系 の 細 胞 が 食 作 用 に よ っ て細 菌 を 取 り込 ん だ と き に 、 呼 吸 激 発(respiratOryburst/に 伴 っ は 白 血 球 系 の 細 胞 に 限 られ て い るわ け で は な い。 線 維 芽 細 胞 や 内 皮 細 胞 で も活 性 酸 素 が 生 成 す る. 細 胞 外 へ 放 出 され る スー バ ー ケキ シ ドの 生 成 量 に っ い て 白血 球 系 の 細 胞 で あ る ヒ ト穎 粒 球 、 ヒ ト線 維 芽 細 胞 、お よび ヒ ト内皮 細 胞 を比 較 して み る と、 ス ー パ ー オ キ シ ドの 放 出 は線 維 芽 細 胞 が 最 も 多 く、 次 い で 内 皮 細 胞 で あ り、穎 粒 球 が 最 も少 な い41。細 胞 に よ る活 性 酸 素 の 放 出 は細 胞 間 相 互 作 用 の 面 か ら注 目 され る. b過 酸 化 水 素 活 性 酸 素 は細 胞 を障 害 す る.倶 し、 活 性 酸 素 に 対 す る感 受 性 は 細 胞 に よ り異 な る。 正 常 細 胞 で は な い が 、 動 物 種 の 異 な る 線 維 芽 細 胞 に 対 す る過 酸 化 水 素 の 致 死 効 果 が 比 較 され て い る.リ ン酸 緩 衝 液 中 で 過 酸 化 水 素 に30分 間 曝 露 す る 条 件 でSV40 処 理 形 質 転 換 ヒ ト線 維 芽 細 胞VAI3細 胞 、マ ウ ス 線 維 芽 細 胞Balb3T3細 胞 、 お よ び チ ャ イ ニ ー ズ ハ ム ス ター 線 維 芽 細 胞V79細 胞 の 過 酸 化 水 素 に 対 す る感 受 性 を調 べ る と、 感 受 性 の 高 さ は 、 ヒ ト細 胞 、 マ ウ ス細 胞 、 チ ャ イ ニ ー ズ ハ ム ス タ ー 細 胞 の 順 で あ る$1。 cヒ ドロ ペ ル オ キ シ ド リノー ル 酸 の 酸 素 化 産 物 で ある過 酸 化 脂 質 リノー ル 酸 ヒ ドロペ ル オ キ シ ドの ヒ ト胎 児 肺 由 来線 維 芽 細 胞TIG-1細 胞 お よび ヒ ト騰 帯 静 脈 内 皮 細 胞 に対 す る細 胞 毒 牲 が 調 べ られ た 闘)。塩 類 お よび グル コー ス の み を 含 むEarle液 中 に お け る ヒ ト線 維 芽 細 胞 お よ び 内 皮 細 胞 に 対 す る50%致 死 濃 度 は そ れ ぞ れ 45お よ び20μMで あ っ た 。ヒ ドロ ペ ル オ キ シ ドに対 す る感 受 性 は 内 皮 細 胞 の 方 が 高 い.血 清 を 含 む 増 殖 培 地 中 で は 、 ヒ ドロペ ル オ キ シ ドの 毒 性 は 現 わ れ な い.こ の こ とは 、 生 体 内 に お け る ヒ ドロペ ル オ キ シ ドの 細 胞 毒 性 を 考 え る1て 弟 要 で あ ろ う。 ま た.試 験 官 内 で細 胞 毒 性 を 調 べ る場 合 に.培 地 50

(3)

細胞 老化 と酸化 的 ス トレス の 選 択 に 注 意 す る 必 要 が あ る こ と を 示 し て い る. d増 殖 促 進 活 性 酸 素 は 細 胞 の 増 殖 阻 害 や 細 胞 死 を起 こ す ば か りで は な い.増 憩 を促 進 す る 場 合 が あ る 。 ス ー パ ー オ キ シ ド発 生 系 で あ る ヒポ キ サ ン チ ン ・キ サ ンチ ン オ キ シ ダ ー ゼ 系 を 含 む培 地 で ヒ ト成 人 皮 膚 由 来 線 維 芽 細 胞 を培 養 した 場 合 の チ ミジ ンの 取 り 込 み を観 察 した 結 果 が 報 告 さ れ て い る%キ サ ンチ ンオ キ シ ダーゼ の濃 度 が5×10∼7∼10  4単 位/m1の 範 囲 で あ れ ば細 胞 増 殖 は促 進 され る とい う.キ サ ンチ ンオ キ シダー ゼ の濃 度 が5×10  3単位/ml以 上 で あ れ ば細 胞 増 殖 は 阻 害 され る 。興 味 深 い こ と に、 50∼250単 位/mlの 抗 酸 化 酵 素 カ タ ラー ゼ あ るい は 250単 位/mlの カ タ ラー ゼ と60μ9/mlの ス ーパ ー オ キ シ ドジ ス ム ター ゼ を含 む培 地 で 細 胞 を培 養 す る とチ ミジ ンの 取 り込 み が 抑 制 さ れ る とい う、 こ れ らの 結 果 は、 細 胞 の 増 殖 に は一 定 水 準 の ス ー パ ー オ キ シ ド生 成 を 必 要 と して い る とい う こ とを 示 唆 して い る.

3培

養正常細胞の抗酸化防御系

a抗 酸 化 剤 生 体 抗 酸 化 剤 に は 、 水 溶 性 抗 酸 化 剤 と して グ ル タ チ オ ン 、 ア ス コル ビ ン酸 な ど、 ま た脂 溶 性 抗 酸 化 剤 と して ビ タ ミンE、 β一カ ロ テ ン な どが あ る。ヒ トニ 倍 体 線 維 芽 細 胞 の 還 元 型 グル タチオ ン濃 度 は、 あ る 程 度 人 為 的 に操 作 す る こ とが で き る91。TIGI 細 胞 で は 、 還 元 型 グ ル タ チ オ ン 濃 度 は 、 細 胞 内 で 加 水 分 解 さ れ る こ とに よ り還 元 型 グ ル タ チ オ ン の 生 合 成 前 駆 体 とな る シ ス テ イン を生 成 す るN一 ア セ チル シ ステ イ ン を5mM濃 度 で 投 与 す る こ と に よ り 約25%L昇 し 、 グル タチ オ ン合 成 酵 素 の 特 異 的 阻 害 剤 で あ る し ブ チ オ ニ ンー(RSI一 ス ル ポ キ シ ミン を5μM濃 度 で 投 与す る こ とに よ り約60%低 下 す る。 高 圧 酸 素 に 対 す る抵 抗 性 は 、還 元 型 グル タ チ オ ン 濃 度 の 増 加 し た細 胞 で⊥ 昇 し、 還 元 型 グル タチ ォ ン濃 度 の 減 少 し た 細 胞 で 低 下 す る.ビ タ ミ ンEも 重 要 な抗 酸 化 剤 で あ る。 前 述 の よ う に 、 リ ノー ル 酸 ヒ ドロペ ル オ キ シ ドは ヒ ト内 皮 細 胞 に 致 死 的 作 用 を示 す 。 内 皮 細 胞 と50μMビ タ ミ ンEを 前 もっ て24時 間 温 置 す る こ とに よ り、50μMリ ノー ル 酸 ヒ ドロペ ル オ キ シ ドを3時 間 処 理 した 場 合 の 毒 性 は 完 全 に 阻 止 され るle>。 b抗 酸 化 酵 素 抗 酸 化 酵 素 の 範 疇 に 入 る酵 素 は 多 数 あ る が 、 代 表 的 な もの は ス ー パ ー オ キ シ ドジ ス ム タ ー ゼ 、 カ タ ラ ー ゼ 、 お よ び グ ル タ チ オ ンペ ル オ キ シ ダ ー ゼ で あ る 。 抗 酸 化 酵 素 が 実 際 に ど の 程 度 の 防 御 効 果 を もっ て い るか を 調 べ る た め に 、 細 胞 に 抗 酸 化 酵 素 を注 入 した 後 で2気 圧100%酸 素 に曝 露 した場 合 の細 胞 死 の 度 合 が 比 較 され て い るH》。緩 衝 液 の み を 注 入 した と き と比 較 して み る と、 ス ー パ ー オ キ シ ドジ ス ム タ ー ゼ お よ び カ タ ラ ー ゼ は い ず れ も有 効 で あ り、 これ ら の 抗 酸 化 酵 素 とグ ル タ チ オ ンペ ル オ キ シ ダ ー ゼ を 岡 時 に 注 入 した 場 合 に は さ ら に 防 御 効 果 が 高 め ら れ る。 しか し、 スー パ ー オ キ シ ド ジ ス ム タ ー ゼ お よ び カ タ ラ ー ゼ を 同 時 に注 入 した 場 合 、 あ る濃 度 まで は む し ろ そ れ ぞ れ 単 独 注 入 の 場 合 よ り も防 御 能 が 低 下 す る とい う。 ヒ ト正 常 二 倍 体 細 胞 の 不 死 化 に 関 連 してスーパ ー オ キ シ ドジ スム タ ー ゼ 活 性 が 変 化 す る とい う興 味 深 い 知 見 が あ る1%有 限 の 培 養 寿 命 を もつ 代 表 的 な 細 胞 で あ るWL38細 胞 と そ のSV-40処 理 形 質 転 換 細 胞 で あ る不 死 化 したSV-40WL38細 胞 の スー パ ー オ キ シ ドジ ス ム ター ゼ活 性 が 比 較 さ れ た 。 不 死 化 細 胞 で は ス ー パ ∼ オ キ シ ドジ ス ム タ ー ゼ 活 性 が 著 し く低 下 し て お り、 特 に マ ン ガ ン ス ー一バ ー オ キ シ ドジ ス ム タ ー ゼ 活 性 は検 出 で き な い。 4細 胞 老 化 と酸 化 的 ス トレス (1>分 子 状 酸 素 高 圧 酸 素 はWB8細 胞 の 細 胞 老 化 を 健進 す る。

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WL38細 胞 が 継 代 毎 に1時 間50気 圧 高 圧 酸 素 の 曝 露 を 受 け る と、培 養 寿 命 が 短 縮 す る13>。1時 間50気 圧 窒 素 の 曝 露 を 受 け た 細 胞 の 寿 命 は 変 化 しな い 。 一 方、 大 気 下 の 半 分 の 酸 素 濃 度 で あ る10%酸 の 雰 囲 気 下 で は細 胞 老 化 が遅 延 す る と い う知 見 が あ る2)glO%酸 素 雰 囲 気 下 で は 、WI-38細 胞 の 培 養 寿 命 は9∼38%、IMR-90細 胞 の 培 養 寿 命 は 21∼32%延 長 す る と い う。 (2)抗 酸 化 剤 細 胞 内 に 最 も多 量 に存 在 す る抗 酸 化 剤 の 一一つ で あ る還 元 型 グ ル タ チ オ ン の 濃 度 は細 胞 老 化 が進 行 して もあ ま り変 化 しな い が 、 培 養 寿 命 の 宋 期 に 一 時 的 に上 昇 す る と い う知 見 が あ るK>。TIG4細 胞 で は 、細 胞 集 団 倍 加 数25の 水 準 以 後 培 地 中 に5mM ノ〉一ア セ チ ル シ ス テ イ ン を添 加 して 継 代 培 養 す る こ と に よ り還 元 型 グ ル タ チ オ ン濃 度 を25%上 昇 さ せ る と培 養 寿 命 が15%延 長 し 、また5μMLブ チ オ ニ ンー(RS)一 ス ル ポ キ シ ミン を添 加 し て還 元 型 グ ル タ チ オ ン濃 度 を60%低 下 させ る と培 養 寿 命 は25%短 縮 す る 覇。これ らの 結 果 は 、抗 酸 化 剤 が 不 足 す る よ うな 条 件 下 で は 寿 命 短 縮 の 起 こ る こ とを 示 して い る もの と考 え ら れ る。 (3>抗 酸 化 酵 素 ス ー パ ー オ キ シ ドジ ス ム タ ー ゼ の 活 性 は ヒ ト線 維 芽 細 胞 の 長 期 継 代 培 養 の 問 に 変 化 す る こ とは な い よ うで あ る 殉。しか し、長 期 継 代 培 養 に よ り細 胞 老 化 を 起 こ したWI-38細 胞 の 銅 ・亜 鉛 ス ー パ ー オ キ シ ドジ ス ム タ ー ゼ は熱 不 安 定 性 を増 す 三η.この 熱 不 安 定 性 の 増 大 は本 来 二 量 体 で あ る ス ー パ ー オ キ シ ドジ ス ム タ ー ゼ が 四 量 体 に 変 化 す る こ とに 起 困 す る。二 量 体 か ら 四 塁 体 へ の 移 行 は可 逆 的 で あ り、 還 元 型 ニ コ チ ン ア ミ ドア デ ニ ン ジ ヌ ク レ オ チ ド リ ン酸(NADPH)な どの 投 与 に よ り阻 止 で き る と い う.WL38細 胞 の カ タ ラ ー ゼ 活 性 は老 化 し て も 変 化 し な い。WL38細 胞 の グル タ チ オ ンベ ル オ キ シ ダ ー ゼ の 活 性 は.グ ル タ チ オ ンペ ル オ キ シ ダ ー ゼ の 活 性 中 心 と な っ て い る セ し ノメ チ オ ニ ン を培 地 中 に添 加 す る と約50%上 昇 す る 購.グ ル タチ オ ン ペ ル オ キ シ ダー ゼ の 活 性 は 、 セ レ/メ チ オ ニ ン添 加 の 有 無 を問 わ ず 継 代 と と もに 僅 か に 上 昇 す る傾 向 が 認 め られ る麟。 よ く知 られ て い る よ う に 、 グル タ チ オ ンペ ル オ キ シ ダ ー ゼ の 基 質 とな る還 元 型 グル タ チ オ ンの 水 準 は グ ル タ チ オ ン レ ダ ク タ ー ゼ お よ び グ ル コー ス ぴ リ ン酸 デ ヒ ドロ ゲ ナ ー ゼ か ら な る還 元 型 グ ル タ チ オ ン供 給 系 が 駆 動 す る こ と に よ り維 持 され る. WI-38細 胞 の 上 澄 画 分 に あ る グ ル タ チ オ ン レ ダ ク タ ー ゼ は 培 養 寿 命 の 中 期 ま で 高 い活 性 を 維 持 す る が 、 後 期 に は継 代 毎 に活 性 が 低 下 し、 最 終 的 に は ほ とん ど活 性 を失 う韮4)。穎 粒 画 分 の活 惟 は継 代 数 に よ らず 低 い 状 態 に あ る.グ ル コ ー ス6一 リ ン酸 デ ヒ ドロ ゲ ナ ー ゼ も ス ー パ ー オ キ シ ドジ スム ター ゼ と 同 様 に 細 胞 老 化 に よ り熱 不 安 定 性 を 増 す 鋤.グ ル コー ス6一 リ ン酸 デ ヒ ドロ ゲ ナ ー ゼ の 熱 不 安 定 性 の 増 大 は 酵 素 サ ブ ユ ニ ッ トの 集 合状 態 の 違 い に 起 因 す る とい う。グル コ ー ス 岱 リ ン酸 デ ヒ ドロ ゲナ ー ゼ の 二 量 体 お よ び 四 量 体 は活 性 で あ る が 、 単 量 体 は 不 活 性 で あ る.た だ し、 二 箪 体 に は活 性 型 、 熱 不 安 定 型 、 お よ び 不 活 性 型 が あ る と考 え ら れ て い る。 四 量 体 、 二 量 体 、 お よ び単 量 体 の 間 に可 逆 的 な 移 行 が 起 こ る購、,グル コー ス6一リ ン酸 デ ヒ ドロゲ ナ ー ゼの 熱 不 安 定 性 はNADpHやGSHの 投 与 、 またpHや イオ ン強 度 を低 下 させ る こ とに よって減 少 す る 。 (4)年 齢 の 異 な る 被 験 者 の 皮 膚 線 維 芽 細 胞 に お け る抗 酸 化 酵 素 と酸 化 的 ス トレ ス ヒ ト皮 慮 由 来 線 維 芽 細 胞 の スー バ ー オ キ シ ドジ スム タ ー ゼ活 性 は 胎 児細 胞.新 生 児細 胞.成 人 細 胞 の 順 に増 撫 す る 購。細 胞 は出 生 後 の 環 境 に適 応 し て.活 性 酸 素 に 対 す る 防 郷 を 強 め る もの と思 わ れ る.ス ー パ ー オ キ シ ドジ ス ム ター ゼ活 性 お よび グ ル タ チ オ ン ベ ル オ ㌔ン ダー ゼ 活 拝 は 出 丁 か ら生1擢 52

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細胞 老化 と酸化 的 ス トレス の終 りに 至 る まで の 間 ほ とん ど変 化 しな い 鋤.し か し、 カ タ ラ ー ゼ は年 齢 と と も に低 下 す る と報 告 さ れ て い る 鋤. 生 体 内 の タンパ ク質 に は 、酸 化 的 ス トレ ス に よ っ て 年 齢 と と もに カル ボ ニ ル 基 含 量 が 増 加 す る と い わ れ て い る.年 齢 の 異 な る 被 験 者 か ら採 取 され た 皮 麟 由 来 線 維 芽 細 胞 の タ ンパ ク質 カ ル ボ ニ ル 基 含 量 は 年 齢 と と も に増 加 す る2%ま た 、早 老 症 と し て 知 られ て い る プ ロ ジ ェ リア症 な らび に ワー ナ ー 症 患 者 の 皮 囎 由 来 線 維 芽 細 胞 に お け る タ ンパ ク質 カ ル ボ ニ ル基 倉 量 は若 年 時 に す で に 高 い水 準 にあ る。 5お わ り に 細 胞 培 養.就 中 長 期 細 胞 培 養 に と っ て 、 環 境 中 の 分 子状 酸 素 を 始 め と す る 酸 化 鎧 子 は非 常 に 重 要 な環 境 因 子 で あ る、、一一 般 的 に は21%酸 素 雰 囲 気 は 細 胞 に とっ て不 都 命 な 条 件 で は な い よ う に み え る が 、あ る種 の 細 胞 に とっ て は 問 題 が あ ろ う。一 方 、 代 表 的 な 酸 化 因 子 で あ る漕 性酸 素 が 細 胞 自身 か ら も放 出 さ れ る こ と に注 意 す る必 要 が あ る.活 性 酸 素 は 外 囚 性 の 酸 化 因 子 で あ る と と も に 内 因 性 の 酸 化 因 子 で もあ る.こ の こ とは 事 態 を複 雑 に す る要 因 とな る。 ま た 、 活 性 酸 素 は 細 胞 を障 害 す る の み な らず 、 活 性 化 す る場 合 もあ る。 酸 化 的 ス トレ ス に対 応 す る 抗 酸 化 防 御 能 は 細 胞 の 種 類 また 細 胞 の 置 か れ た環 境 に よ っ て 異 な る。酸 化 的 ス トレ ス は 、 細 胞 老 化 の 過 程 で 大 き く変 動 す る こ と は な い と思 わ れ るが 、 少 な く と も一 部 の 抗 酸 化 酵 素 は細 胞 老 化 に 伴 い変 化 す る.

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(6)

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(Accepted 5 December 1991)

CELLULAR AGING AND OXIDATIVE STRESS

Mitsuyoshi Matsuo

Tokyo Metropolitan institute of Gerontology

Abstract Oxidative agents, such as active oxygen species, are important environmental factors for

cultured cells and also are released from cells themselves. Active oxygen species generally damage cells. They seem, however, to activate some cellular functions. Sensitivity to oxidative stress and hence antioxidant ability differ with cell types, cell sources, and culture conditions. Oxidative stress to normal diploid cells appears to remain almost unchanged during cellular aging, although some antioxidant enzymes have been observed to alter with advancing aging in vitro.

Key word : Active oxygen, Antioxidant system, Cell growth, Cellular aging, Oxidative stress

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