海馬神経細胞のグルタミン酸受容体サブユニットの電気生理学的および分子生物学的同定

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05404088
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 小澤 瀞司 群馬大学, 医学部, 教授 (40049044)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 都筑 馨介 群馬大学, 医学部, 助手 (60222139)
• Keywords: パッチクランプ法 / 逆転写 / PCR法 / 海馬ニューロン / グルタミン酸受容体 / AMPA受容体 / サブユニット / カルシウム透過性

Research Abstract

本研究の目的は、電気生理学的および分子生物学的手法を併用することにより、海馬ニューロンのグルタミン酸受容体チャネルの機能的性質とサブユニット構成との関連を単一ニューロンレベルで明らかにすることである。具体的には種々の海馬ニューロンを対象として、ホールセルパッチクランプ法記録の後に細胞質をパッチクランプ用電極内に吸引し、細胞質のmRNAをDNAに逆転写(Reverse Transcription:RT)し、このDNAをPolymerase Chain Reaction(PCR)法によって増幅し、このPCR産物に対して制限酵素解析を行い、当該ニューロンのグルタミン酸受容体チャネルを構成するサブユニットの種類を同定することを計画した。本年度は上記の単一ニューロンRT-PCR法を確立するために培養海馬ニューロンを対象として、AMPA型グルタミン酸受容体のサブユニット構成について検討した。筆者らは海馬ニューロンには、外向き整流特性を示しCa^<2+>不透過性のAMPA受容体をもつI型ニューロンと、内向き整流特性と高いCa^<2+>透過性を示すAMPA受容体をもつII型ニューロンの存在することを明らかにしてきた。そこでこの2種類のニューロンを電気生理学的に同定した後、RT-PCR法を適用した。I型ニューロンのAMPA受容体を構成するサブニユットは主としてGluR1,GluR3であり、時にGluR3,GluR4の発現が見られた。これに対してII型ニューロンではGluR2の発現は検出できず、GluR1とGluR4の発現のみが検出され、さらにGluR1とGluR4はいずれもフロップ型サブユニットを主としていることが判明した。この結果はアフリカツメガエル実験系でのGluR1〜GluR4 cDNAの発現実験の結果と一致するものであり、単一ニューロンRT-PCR法が今後の中枢ニューロンの研究に活用できることを示している。次年度以降は、海馬切片ニューロンに対してこの実験法を適用していきたい。

Research Products

• [Publications] Ozawa,S.et al.: "Two distinct types of AMPA responses in cultured rat hippocampal neurons." Neuroscience Letters. 155. 187-190 (1993)
• [Publications] Ozawa,S.: "Glutamate receptor channels in hippocampal neurons." Japanese Journal of Physiology. 43. 141-159 (1993)
• [Publications] Bochet,P.et al.: "Subunit composition at the sinyle cell level explains functional properties of a glutamate-gated channel." Neuron. (in press). (1994)
• [Publications] 小澤瀞司: "海馬ニューロンの興奮性シナプス" 神経研究の進歩. 38. 23-33 (1994)