カルシウム透過性AMPA型グルタミン酸受容体のもつ機能的意義の解明

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08458265
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 小澤 瀞司 群馬大学, 医学部, 教授 (40049044)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 都築 馨介 群馬大学, 医学部, 講師 (60222139)
• Keywords: 海馬ニューロン / AMPA受容体 / 内向き整流 / Ca^<2+>透過性 / II型ニューロン / 中間型ニューロン / 競合的逆転写遺伝子増幅法 / 興奮性シナプス伝達

Research Abstract

筆者らは、海馬ニューロンで、大部分のニューロンのAMPA受容体が外向き整流性、Ca^<2+>不透過性であるのに対して、介在ニューロン様の形態をもつ一部のニューロンは内向き整流特性と高いCa^<2+>透過性を示すAMPA受容体(II型AMPA受容体)のみをもつことを明らかにし、前者をI型ニューロン、後者をII型ニューロンと呼んだ。本研究の目的は、高いCa^<2+>透過性を示すII型AMPA受容体をもつニューロンの分布とその機能的意義を明らかにすることである。今年度は以下の研究を行った。
1)ラット海馬および大脳皮質におけるII型AMPA受容体を発現するニューロンの分布:海馬では、多数の非錐体ニューロンがII型ニューロンの性質を示したが、内向き整流特性とCa^<2+>透過性がII型ニューロンほど強くない中間型ニューロンも多数存在した。これに対して、大脳皮質では典型的なII型ニューロンはほとんど存在せず、後頭葉II/III層の小型ニューロン223個のうち、41%がI型ニューロン、58%が中間型ニューロンであった。中間型ニューロンには、Ca^<2+>不透過性およびCa^<2+>透過性AMPA受容体が混在していると結論された。
2)海馬ニューロンのAMPA受容体のサブユニット構成に関する定量的解析:中間型ニューロンが多数存在することから、単一ニューロンレベルでGluR1-4サブユニットの発現量を定量的に測定する方法が必要になった。このための、競合的逆転写遺伝子増幅法(competitive RT-PCR法)を確立した。
3)II型AMPA受容体のもつ機能的意義に関する研究:ラット海馬および大脳皮質のII型ニューロンおよび中間型ニューロンでは、Ca^<2+>透過性AMPA受容体が興奮性シナプス伝達を担う受容体として機能することを明らかにした。しかし、シナプスの可塑性変化との関連については、結論を得るに至っていない。

Research Products

• [Publications] Koike,M.et al.: "Blocking effect of 1-naphthyl acetyl spermine on Ca^<2+>-permeable AMPA receptors in cultured rat hippocampal neurons." Neurosci.Res.29. 27-36 (1997)
• [Publications] Sudo,M.et al.: "Adenoviress-mediated expression of AMPA-type glutamate receptor channels in PC12 cells." Mol.Brain Res.50. 91-98 (1997)
• [Publications] Itazawa,S.et al.: "Inwardly rectifying and Ca^<2+> permeable AMPA-type glutamate receptor channels in rat neocortical neurons." J.Neurophysiol.78. 2592-2601 (1997)
• [Publications] 都築馨介: "単一ニューロンのmRNA解析" 日本生理学会雑誌. 59. 301-314 (1997)