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Novel acetylcholine synthesis pathway found in cholinergic amacrine cells in the retina

Research Project

Project/Area Number 20K09836
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56060:Ophthalmology-related
Research InstitutionNippon Medical School

Principal Investigator

Kaneda Makoto  日本医科大学, 大学院医学研究科, 大学院教授 (30214480)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石井 俊行  日本医科大学, 医学部, 准教授 (10643140)
赤木 巧  日本医科大学, 医学部, 助教 (50192878)
丸山 拓真  東京女子医科大学, 医学部, 助教 (90838103)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords網膜 / アセチルコリン / P2X型プリン受容体 / P2X2型プリン受容体 / プリン受容体 / コリン / retina / acetylcholine / purinoceptor
Outline of Research at the Start

コリン作動性ニューロンでは、高親和性コリントランスポーター(hChT)を介して取り込まれたコリンのみがアセチルコリン(ACh)の合成に関与するとされている。網膜コリン作動性アマクリン細胞(CA細胞)では、P2X2型プリン受容体(P2X2-R)を介してコリンが取り込まれる。この取り込まれたコリンがACh合成に使われるのかどうかを明らかにする。また合成されたAChが実際に網膜CA細胞から放出されるのかどうかについて明らかにする。
一連の研究を通じて、網膜におけるAChの機能の解明をめざす。

Outline of Final Research Achievements

In the present study, we examined whether choline entered through P2X2-purinoceptors-coupled cation channels is used for acetylcholine synthesis using the following methods. HEK293 cells expressing P2X2-purinoceptors and GFP signals were collected by flow-cytometry after incubating choline-containing Ringer solution. Acetylcholine concentration of collected cells was analyzed with liquid chromatography. When ATP was added to the choline-containing Ringer solution to facilitate choline influx through P2X2-purinoceptor-coupled cation channels, acetylcholine concentration in ATP-stimulated HEK 293 cells was significantly higher than that in non-ATP-stimulated HEK 293 cells. Our results support the idea that P2X2-purinoceptor-coupled cation channels can work as a novel choline transport pathway for acetylcholine synthesis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アセチルコリンは脳内神経伝達物質であり、アセチルコリン神経系の機能低下は、アルツハイマー型認知症等の認知症の発症に関係しているとされている。このため脳内アセチルコリン濃度の上昇を目的として、抗コリンエステラーゼ剤を用いた認知症治療の薬物療法が試みられている。今回申請者らが見出した新奇なアセチルコリン合成経路は抗コリン剤とは異なる新奇な薬物ターゲットとなりうるものであり、P2X2型プリン受容体を介したコリン取り込み経路が脳内に広く普遍的に存在することが確認できれば、P2X2型プリン受容体を新たな薬物ターゲットとする新奇な認知症治療薬の開発シーズとなる可能性がある。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (42 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Starburst amacrine cells form gap junctions in the early postnatal stage of the mouse retina.2023

    • Author(s)
      Maruyama, T., Ishii, T., Kaneda, M.
    • Journal Title

      Front. Cell. Neurosci.

      Volume: -

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      Shimohata, A., Rai, D., Akagi, T., Usui, S., Ogiwara, I., Kaneda, M.
    • Journal Title

      Mol. Cell. Neurosci.

      Volume: 126

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    • Author(s)
      Maruyama Takuma、Mano Asuka、Ishii Toshiyuki、Kakinuma Yoshihiko、Kaneda Makoto
    • Journal Title

      FEBS Open Bio

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 250-257

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13332

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    • Author(s)
      金田 誠
    • Journal Title

      日本医科大学医学会雑誌

      Volume: 18 Pages: 113-113

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    • Author(s)
      Yin Chengzhu、Ishii Toshiyuki、Kaneda Makoto
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 440 Pages: 267-276

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2020.06.004

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    • Author(s)
      Rai Dilip、Akagi Takumi、Shimohata Atsushi、Ishii Toshiyuki、Gangi Mie、Maruyama Takuma、Wada‐Kiyama Yuko、Ogiwara Ikuo、Kaneda Makoto
    • Journal Title

      Journal of Neurochemistry

      Volume: - Issue: 4 Pages: 837-848

    • DOI

      10.1111/jnc.15217

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      雁木 美衣、丸山 拓真、石井 俊行、金田 誠
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      赤木巧、下畑充志、荻原郁夫、金田誠
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      赤木 巧、下畑 充志、荻原 郁夫、金田 誠
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      雁木 美衣、丸山 拓真、石井 俊行、金田 誠
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  • [Book] ギャノング生理学(26版)2022

    • Author(s)
      金田 誠 、(監修)岡田 泰伸 、(監訳)佐久間 康夫/岡村 康司
    • Total Pages
      886
    • Publisher
      丸善
    • ISBN
      9784621307083
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URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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