神経因性疼痛におけるPACAPの分子機構の解明

• Project/Area Number: 20602014
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: 疼痛学
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 大西 隆之 新潟大, 医歯学系, 助教 (30418959)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 伸治 関西医科大学, 医学部, 講師 (70276393)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2009: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2008: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: シグナル伝達 / 脳・神経 / 神経科学

Research Abstract

中枢神経系で一酸化窒素(NO)の産生はN-methyl-D-aspartate(NMDA)受容体を介したCa^<2+>の流入による神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)の活性化と密接な関係にある。PSD-95はシナプスでPDZドメインを介してNMDA受容体とnNOSの両方と相互作用する。nNOSはPSD-95を介してNMDA受容体の近傍で効率よく活性化される。我々はnNOSのN末端のPDZドメインを含む欠失変異体とYFPとの融合タンパク(nNOSNT-YFP)を作製し、これを安定的に発現するPC12細胞を作製し、細胞膜へのnNOSNT-YFPの移動を定量的に測定する系を構築した。
ATPの受容体にはP2X受容体とP2Y受容体があり、これらの受容体は神経因性疼痛の発症や維持に重要な役割を担うことが知られている。ATPとNOは神経損傷後の神経応答で鍵となる役割を担うがATP受容体によるnNOSの活性化の機構はまだ明らかになっていない。本年度ではこの系を用いてATPとnNOSの活性化の機構を明らかにするために、まずNNDAとforkolin(FK)存在下でPC12N細胞をATPで処理したところ、nNOSNT-YFPの細胞膜への移動が観察された。P2X受容体やP2Y受容体のアンタゴニストによってATPによるnNOSNT-YFPの細胞膜への移動が減少した。また、NNDAとFK存在下でP2X受容体やP2Y受容体のアゴニストによりnNOSNT-YFPの細胞膜への移動が観察された。更にこれらのシグナル伝達経路を明らかにするために種々の阻害剤を用いて調べたところPKAやPKCの経路がnNOSNT-YFPの細胞膜への移動に関与することが示唆された。
これらの結果はATPによるnNOSの細胞膜への移動はP2X受容体またはP2Y受容体を介したPKAとPKCの活性化が重要であることを示している。

Research Products

• [Journal Article] Characterization of signaling pathway for the translocation of neuronal nitric oxide synthase to the plasma membrane by PACAP. (2008)
  • Author(s): T. Ohnishi., et al.
  • Journal Title: J. Neurochem. 105 Pages: 2271-2285
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 慢性疼痛の発生・維持機構 (2008)
  • Author(s): 伊藤誠二, 大西隆之
  • Journal Title: 慢性疼痛の理解と医療連携 Pages: 56-57
• [Presentation] ATPによるnNOSの細胞膜への移動の分子機構の解明 (2009)
  • Author(s): 大西隆之, 芦高恵美子, 松村伸治, 樋口宗史, 伊藤誠二
  • Organizer: 第82回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-03-18
• [Presentation] ATPによるnNOSの細胞膜への移動の分子機構の解明 (2008)
  • Author(s): 大西隆之, 芦高恵美子, 松村伸治, 樋口宗史, 伊藤誠二
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] PACAPシグナル伝達を介した一酸化窒素合成酵素(nNOS)の機能調節の分子機構 (2008)
  • Author(s): 大西隆之, 芦高恵美子, 松村伸治, 樋口宗史, 伊藤誠二
  • Organizer: 第59回日本薬理学会北部会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2008-09-29