痛みの情報伝達におけるATP受容体群の役割に関する神経薬理学的研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08457416
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: 国立衛生試験所
• Principal Investigator: 井上 和秀 国立衛生試験所, 薬理部, 室長 (80124379)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上野 伸哉 国立衛生試験所, 薬理部, 研究員 ; 小泉 修一 国立衛生試験所, 薬理部, 研究員 (10280752)
• Keywords: ATP受容体 / 痛み / 侵害受容器 / 電気生理学 / 細胞内カルシウム濃度

Research Abstract

新たにクローニングされたイオンチャネル型ATP受容体サブクラスP_<2×3>が侵害刺激を伝える後根神経節ニューロンC線維および侵害受容器に限局して発現していて,これが既知のP_<2×2>とヘテロポリメリゼーションにより実際には機能している可能性が示唆され,「ATPと痛み」の関係が注目されてきた。しかし詳細についてはほとんど未知のままである。我々はまずラットグリオーマ由来細胞C6BU-1あるいはヒト腎臓上皮細胞由来HEK293にP_<2×3>およびP_<2×2>のcDNAを強制発現させた系を用いて,痛みの情報伝達におけるATP受容体群の生理機能に関する基礎研究を行った。その結果,次のような成果を得た。
(1)ATP受容体P_<2×3>およびP_<2×2>のcDNA,あるいはそれぞれ単独に導入し受容体を発現させる系(リポフェクトアミン法)を確立した。受容体発現効率は約20数%程度であり,発現した細胞としない細胞との識別がその後の生理反応を確認するために重要であるが,これを非侵襲的に行う手法をも確立した(CD8抗体ビーズ認識法)。
(2)上記系を用いた電気生理学的研究:P_<2×2>発現系では,ATP刺激により比較的大きな持続的な内向き電流が引き起こされた。一方P_<2×3>発現系では,ATP刺激により比較的小さく急速に減少する内向き電流が引き起こされ,また同一標本での2回目のATP刺激での反応は極端に低下した。P_<2×3>およびP_<2×2>同時発現系では,ATP刺激により両者の中間に位置する性質を持った内向き電流が引き起こされた。
(3)上記系を用いたCaイメージング:同標本において、細胞内カルシウム濃度([Ca]i)を指標に各受容体の機能を検討した。P_<2×2>発現系では,ATP刺激によりかなり大きな[Ca]i上昇が認められた。一方P_<2×3>発現系では,[Ca]i上昇は非常に小さいかあるいはほとんど認められなかった。P_<2×3>およびP_<2×2>同時発現系では,ATP刺激により両者の中間に位置する性質を持った[Ca]i上昇が認められた。以上の成績から,P_<2×3>単独発現系ではATP刺激に対する反応が小さくまた脱感作が顕著であり,実際の知覚神経ではやはりP_<2×2>とのヘテロマ-として機能している可能性が強く示唆された。今後[Ca]i上昇の意義を含めてより詳細に検討を進める。

Research Products

• [Publications] M.Ikeda et al.: "Potentiation by cadmium ion of ATP-evoked dopamine release in rat phaeochromocytoma cells." Br.J.Pharmacol.117. 950-954 (1996)
• [Publications] K.Ito et al.: "Inhibition by antipsychotic drugs of ionic current through L-type Ca2+ channels in PC12 cells." Eur.J.Pharmacol.314. 143-150 (1996)
• [Publications] K.Inoue et al.: "Implication of ATP receptors in brain functions." Progress in Neurobiology. 50. 483-492 (1996)
• [Publications] 井上和秀: "脳における情報伝達" 蛋白質・核酸・酵素, 412 (1997)