全脳症型クロイツフェルト・ヤコブ病患者における白質変性の病因に関する免疫組織化学的および超構造学的証拠。奇妙なアストロサイトにおける誘導性一酸化窒素合成酵素の過剰発現

Immunohistochemical and ultrastructural evidence for the pathogenesis of white matter degeneration in patients with panencephalopathic-type Creutzfeldt-Jakob disease: Inducible nitric oxide synthase overexpression in bizarre astrocytes.

• Hiroshi Kohama
• Masahiro Kusunoki-Ii
• Kiyota Kato
• Masako Kato
• Shinsuke Kato

抄録

誘導性一酸化窒素合成酵素(iNOS)の過剰誘導による一酸化窒素(NO)の過剰産生は、神経変性疾患の病態に関連した深刻な細胞障害を引き起こす可能性がある。本研究では、全脳症（PE）型クロイツフェルト・ヤコブ病（CJD）患者の白質中の多数の異様なアストロサイトにおいて、iNOSが過剰に誘導されているという新たな知見を得た。本研究は、PE型CJD患者7名の脳組織を対象に行った。対照として、健常者12名と脳梗塞患者9名を調べた。その結果、PE型CJDの変性脳白質に多数の奇形アストロサイトを同定した。免疫組織化学的には、PE型CJDの異様なアストロサイトのみが、iNOSとスーパーオキシドジスムターゼ1（SOD1）の両方に強い免疫反応性を示した。また，超微細構造検査の結果，これらの異様なアストロサイトには遊離ポリリボソーム様顆粒が多く含まれていることが明らかになった．また、脳梗塞患者のアストロサイトでも、健常者のアストロサイトでも、有意なiNOS免疫反応は観察されなかった。本研究は、PE型CJDにおける白質病変の発生には、iNOS過剰発現アストロサイト、特にiNOS過剰発現の奇形アストロサイトが重要な役割を果たしている可能性を示唆している。また、我々のデータは、ビズアストロサイトがSOD1を産生することにより、NOの細胞毒性から身を守っている可能性を示唆している。これらの免疫組織化学的所見は、これらの奇妙なアストロサイトの細胞質に限定された多数のポリリボソーム顆粒の超音波観察によって裏付けられている。

Excessive production of nitric oxide (NO) due to the overinduction of inducible nitric oxide synthase (iNOS) has a severe cytotoxic effect, which may relate to the pathogenesis of neurodegenerative disorders. In this study, we report the novel finding that iNOS is overinduced in a large number of bizarre astrocytes in the white matter of patients with panencephalopathic (PE)-type Creutzfeldt-Jakob disease (CJD). This study was carried out on brain tissue from seven patients with PE-type CJD. As controls, 12 normal individuals and nine patients with cerebral infarction were examined. We identified a large number of bizarre astrocytes in the degenerative cerebral white matter in PE-type CJD. Using immunohistochemistry, only bizarre astrocytes in PE-type CJD showed strong immunoreactivity for both iNOS and superoxide dismutase 1 (SOD1). Ultrastructural examination demonstrated that these bizarre astrocytes contained many free polyribosome-like granules. No significant iNOS immunoreactivity was observed in either the astrocytes of patients with cerebral infarcts or in the normal controls. This study suggests that the iNOS-overexpressing astrocytes, especially iNOS-overexpressing bizarre astrocytes, could play an important role in the development of white matter lesions in PE-type CJD. Our data also suggest that the bizarre astrocytes could be protecting themselves from the cytotoxicity of NO by producing SOD1. These immunohistochemical findings are supported by the ultrastructural observation of numerous polyribosome granules restricted to the cytoplasm of these bizarre astrocytes.

© 2020 Japanese Society of Neuropathology.