ニューロンの興奮性・抑制性の選択を決定する分子機構の解明

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07279254
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 和田 圭司 国立精神・神経センター, 神経研究所・疾病研究第4部, 部長 (70250222)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 光一 国立精神, 神経センター・神経研究所・疾病研究第4部, 室長 (80171750)
• Keywords: グルタミン酸 / トランスポーター / 遺伝子クローニング / mRNA / in situ hybridization / プロモーター

Research Abstract

脳神経系における興奮性並びに抑制性ニューロンの分化誘導は脳神経系の機能的発達に密接に関係する。興奮性であるか抑制性であるかの選択性の機構解明を行なうためグルタミン酸作動性ニューロンの機能的マーカーの候補として神経細胞に存在するグルタミン酸トランスポーターに着目し、その機能発現の制御機構を知ることで前記選択性の命題解決に迫ることにした。我々はこれまでにマウスからニューロン型2種(EAAC1,EAAT4)、グリア型2種(GluT1/GLAST, GLT1)のグルタミン酸トランスポーターcDNAを単離している。本年度は前記課題遂行にむけ各遺伝子の構造解析、機能解析を行なった
1)遺伝子の構造解析:cDNAについては全種遺伝子配列の解析を終え、genomic DNAについてはEAAT4を除く3種でプロモーターと推定される部分を含む遺伝子の全構造を決定した。予測アミノ酸配列の相同性(identity)は45^〜70%であった。
2)mRNAの発現分布及び発生に伴う発現変化:成体組織を利用したNorthern blot 解析ではEAAT4,GLT1がほぼ脳特異的に発現していたのに対し、EAAC1,GluT1は抹消組織でも発現が認められた。発生学的にはGluT1が最もdynamicな変化を示した。胎生期を通じ脳全域のventricular zone で非常に強いシグナルが認めた。mantle zoneでは胎生後期から生後早期まで脳全域でその発現を認めたが、小脳以外のシグナルは発達とともに消失し成体では小脳プルキニエ細胞層のBergamnn gliaにシグナルが限局した。GLT1も強い発現が胎生期からventricular zone及びmantle zoneで認められた。EAAC1はmantle zoneで発現レベルは低いものの胎生期、生後を通してシグナルが認めた。
3)転写調節機構の解析:GluT1遺伝子で、転写開始点として翻訳開始点の上流600(+1と定義)、225、161bpの3箇所を見いだした。COS1細胞を用いたluciferase assayから-636から+450を含む部分にコアプロモーターが存在することを見いだした。

Research Products

• [Publications] Mukainaka, Y. et al.: "Molecular cloning of two glutamate transporter subtypes from mouse brain" Biochim. Biophys. Acta. 1244. 233-237 (1995)
• [Publications] Hagiwara, T. et al: "Genomic organization, promoter analysis and chromosomal localization of the gene" Genomics. (in press). (1996)
• [Publications] Shibata, T. et al: "Dynamic changes in expression of glutamate transporter mRNAs in developing brain" Neuroreport. (in press). (1996)