アストロサイトにおける代謝型 GABAB 受容体の発現と GABA 輸送体と

A01-5
公募
神経伝達物質を介したグリア−ニューロン相互調節機構に関する研究
アストロサイトにおける代謝型 GABAB 受容体の発現と
GABA 輸送体との機能的連関
藤田卓也 *、和田美由紀、岡美智子
京都薬科大学薬学部、* 現所属：立命館大学薬学部
神経細胞の機能維持にグリア細胞、特にアストロサイトの
皮質アストロサイトに GABAB 受容体が発現していること
関与が示唆され、グリア細胞においても神経伝達物質受容体
が確認でき、これまで機能的にはほとんど報告がなされてい
の存在が次々と報告されるにつれて、その情報伝達系や生理
なかったアストロサイトでの GABAB 受容体の発現を明ら
的な役割の解明が望まれている。本研究では、ラット大脳皮
かに出来た (Oka et al., Biochem. Biophys. Res. Commun.
質アストロサイト初代培養細胞に発現する代謝型 GABAB
341, 874 – 881 (2006))。
受容体の機能発現解析、および GABA トランスポーターの
新規輸送活性調節機構を中心に検討を進めた。
我々が用いたラットアストロサイト初代培養の系ではこれ
までに報告されている 3 種の GABA トランスポーターのう
ラット大脳皮質アストロサイトにおいては、これまで 9
ち、主として GAT2 が発現していることが確認された。輸
種の isoforms が報告されている adenylylcyclase (AC1–9)
送の親和性を示す Kt 値は 9.3 ± 2.8 μ M、capacity を示す
Vmax 値は 0.12 ± 0.01 nmol/mg protein/min であった。こ
れらの結果は、GABA トランスポーター (GAT1–3) 各々に
のうち AC1 と AC8 を除く 7 種の AC が発現していることが
RT-PCR により示され、抑制性 Gi タンパク質と couple して
いる AC5 と AC6 の機能的な発現も 1µM forskolin で上昇し
た cAMP の生成が、 GABAB 受容体の agonist である
baclofen により濃度依存的に抑制されたことから明らかと
なった。この抑制は、GABAB 受容体の選択的な antagonist
により濃度依存的に reverse された。さらに、RT-PCR およ
び Western blotting、蛍光免疫染色によってもラット大脳
対する選択的な阻害剤を用いた検討結果からも支持されると
ともに、Western blotting や免疫組織染色によっても確認
できた。また、非常に興味深いことにラットアストロサイト
での GABA の輸送は Zn2+ によって濃度依存的に阻害され、
その Ki 値は 5.6 ± 1.7 μ M であった (Wu et al., Brain
Res. 1075, 99 – 108 (2006))。
図本検討より同定されたグリアーニューロンにおけるトランスポーター
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最終研究成果報告書
一方、ニューロンはグルタミン酸や GABA などの神経伝
達物質の細胞内プールにおける再生産を細胞外に存在するク
エン酸回路中間体を利用して行っている。α−ケトグルタル
酸やリンゴ酸などのクエン酸回路中間体はアストロサイトで
合成された後、神経伝達物質の前駆体としてニューロンへ輸
送される。そこでラット新生児大脳皮質より単離したアスト
ロサイト初代培養系を用いて、ラットアストロサイトにおけ
る Na+ 依存性 TCA 回路中間体の輸送特性を精査すること
により、この輸送に関与するトランスポーターの同定を試み
た。種々の輸送実験により、ラットアストロサイトにおける
succinate の取り込みは Na+ 依存性、Cl- 非依存性を示し、
succinate と Na+ の輸送の化学量論比が 1:3 であること、
Na+ 依存的な succinate 輸送は生理的条件下 2 価の状態で存
在する C4 − C5 のジカルボン酸およびトリカルボン酸によ
り有意に阻害されること、および succinate に高親和性、
citrate に低親和性の輸送性を示すことがわかった。また
Na+ 依存的な succinate の輸送は succinate および citrate に
より濃度依存的に阻害され、その Ki 値はそれぞれ 18 µM、
900 µM であり、これらの Ki 値は Na+ 依存的な succinate
輸送、citrate 輸送の Kt 値とほぼ同じ値であったことから、
succinate と citrate が同一の輸送系を介してアストロサイ
トに取り込まれていることが速度論的に明らかとなった。さ
らに RT-PCR 解析、Western blot 解析および蛍光免疫染色
法によりラットアストロサイトにおける NaDC3 の発現を
確認した。以上の速度論的解析および発現解析結果より、
TCA 回路中間体は NaDC3 を介してラットアストロサイト
内へ輸送されることが示され、ラットアストロサイトにおい
て NaDC3 が機能発現していることが明らかとなった。さ
らにニューロン初代培養系を用いた場合におけるクエン酸回
路中間体の細胞内輸送系の同定も試み、ニューロンにおいて
は NaDC3 と異なる Na+-依存性ジカルボン酸トランスポー
ター NaCT を発現していることを明らかにすることができ
た (Fujita et al., J. Neurochem. 93, 706 – 714 (2005),
Yodoya et al., J. Neurochem. 97, 162 – 173 (2006),
Wada et al., Brain Res. 1081, 92 – 100 (2006))。
【文献】
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Commun. 341:874 - 881 (2006)
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12) Yodoya E, Wada M, Shimada A, Katsukawa H, Okada N, Yamamoto A,
Ganapathy V, Fujita T* Functional and molecular identification of
sodium-coupled dicarboxylate transporters in primary cultured cerebrocortical astrocytes and neurons. J Neurochem. 97:162 - 173 (2006)
13) Wada M, Shimada A, Fujita T* Functional characterization of Na+-coupled citrate transporter NaC2/NaCT expressed in primary cultures of
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B0,+ (ATB0,+) in primary cultured rat pneumocytes. J Cell Physiol. 214:645 654 (2008)
別
項
１
別
項
２
別
項
３
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項
４
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５
別
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６
別
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７
別
項
８
別
項
９
別
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