血小板の酸化的損傷は、二次進行性多発性硬化症における精神身体障害の程度と相関する

Oxidative Damage of Blood Platelets Correlates with the Degree of Psychophysical Disability in Secondary Progressive Multiple Sclerosis.

• Angela Dziedzic
• Agnieszka Morel
• Elzbieta Miller
• Michal Bijak
• Tomasz Sliwinski
• Ewelina Synowiec
• Michal Ceremuga
• Joanna Saluk-Bijak

抄録

過去の研究結果から、血小板は多くの病態の経過の中で見られる活性酸素種（ROS）と活性窒素種（RNS）の主な供給源の一つであることが示されている。本研究の目的は、多発性硬化症(MS)患者(=110)から得られた血小板中の酸化ストレス/窒素ストレスバイオマーカーのレベルを決定し、患者の精神物理的障害の臨床パラメータとの相関を検証することであった。血小板のミトコンドリア代謝は、DCFH-DA色素を用いた蛍光法による細胞内活性酸素産生量の測定と、JC-1色素を用いた血小板のミトコンドリア膜電位の変化の同定により評価した。さらに、血小板および巨核球中のチトクローム c 酸化酵素サブユニット I ( ) およびグリセルアルデヒド 3-リン酸脱水素酵素 ( ) をコードする遺伝子の mRNA 発現を RT-qPCR 法で測定し、NADPH 酸化酵素 (NOX-1) の濃度を ELISA 法で測定した。その結果、蛋白質（カルボニル基、3-ニトロチロシン）の酸化的・窒素的損傷が増加し（<0.0001）、-SHが減少し（<0.0001）、これらのバイオマーカーとExpanded Disability Status ScaleおよびBeck's Depression Inventoryで評価されたパラメータとの間に顕著な相関関係があることが明らかになった。蛍光法を適用したところ、MS由来の血小板では対照と比較してミトコンドリア膜電位の障害（<0.001）と活性酸素の産生量の増加が認められました（<0.0001）。また、我々の研究では、MSにおける赤-酸素代謝の障害が確認されており、これは、研究した遺伝子の血小板における相対mRNA発現量の増加（遺伝子の2倍増、遺伝子の1.5倍増、<0.05）と、コントロールと比較してNOX-1の濃度が増強された（<0.0001）ことによって達成されていることを示している。我々の結果は、血小板の酸化的・窒素的損傷がMSの病態生理に関与していることを示しており、これは疾患の状態を反映していると考えられる。

The results of past research studies show that platelets are one of the main sources of reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS) to be found in the course of many pathological states. The aim of this study was to determine the level of oxidative/nitrative stress biomarkers in blood platelets obtained from multiple sclerosis (MS) patients ( = 110) and to verify their correlation with the clinical parameters of the psychophysical disability of patients. The mitochondrial metabolism of platelets was assessed by measuring the intracellular production of ROS using the fluorescence method with DCFH-DA dye and by identification of changes in the mitochondrial membrane potential of platelets using the JC-1 dye. Moreover, we measured the mRNA expression for the gene encoding the cytochrome c oxidase subunit I () and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase () in platelets and megakaryocytes using the RT-qPCR method, as well as the concentration of NADPH oxidase (NOX-1) by the ELISA method. Our results proved an increased level of oxidative/nitrative damage of proteins (carbonyl groups, 3-nitrotyrosine) ( < 0.0001) and decreased level of -SH in MS ( < 0.0001) and also a pronounced correlation between these biomarkers and parameters assessed by the Expanded Disability Status Scale and the Beck's Depression Inventory. The application of fluorescence methods showed mitochondrial membrane potential disruption ( < 0.001) and higher production of ROS in platelets from MS compared to control ( < 0.0001). Our research has also confirmed the impairment of red-ox metabolism in MS, which was achieved by increasing the relative mRNA expression in platelets for the genes studied (2-fold increase for the gene and 1.5-fold increase in gene, < 0.05), as well as the augmented concentration of NOX-1 compared to control ( < 0.0001). Our results indicate that the oxidative/nitrative damage of platelets is implicated in the pathophysiology of MS, which reflects the status of the disease.

Copyright © 2020 Angela Dziedzic et al.