2002 Fiscal Year Annual Research Report
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13672326
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
武田 厚司 静岡県立大学, 薬学部, 助教授 (90145714)
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| Keywords | 亜鉛 / マンガン / シナプス神経伝達 / 神経伝達調節因子 / グルタミン酸 / 海馬 |
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| Research Abstract |
亜鉛はグルタミン酸作動性ニューロンのシナプス小胞に存在し、シナプスでのグルタミン酸による興奮性伝達を調節する神経伝達調節因子として働くと考えられている。しかしながら、脳における亜鉛の生理作用ならびに脳疾患との関係に関しては十分には明らかにされていない。また、マンガンがシナプス小胞に取り込まれ、神経伝達物質とともに放出されてシナプス神経伝達に作用することが考えられる。本研究では、亜鉛、マンガン等の遷移金属のシナプスでの動態解析を行い、それらの多彩な作用を生理的な面ならびに毒性面から明らかにする。すなわち、遷移金属がシナプス神経伝達を巧妙に調節し、学習能などの高次機能や精神活動に作用すること明らかにする。以下に本年度の研究成果概要を述べる。
ラットを低亜鉛食で飼育し、海馬細胞外液への神経伝達物質の放出に対する亜鉛不足の影響を検討したところ、グルタミン酸とGABA(γ-アミノ酪酸)放出量に有意な違いは見られなかった。一方、高カリウムでニューロンを刺激したところ、海馬細胞外液へのグルタミン酸放出量がコントロールと比べて顕著に増加したのに対して、GABA放出量にはまったく増加が見られず、亜鉛不足によって刺激時に抑制一興奮のバランスが崩れることが示唆された。
また、マンガン不足によりてんかん発作感受性が増大するとの報告があることから、マンガンとシナプス神経伝達との関係を調べた。海馬、扁桃体等においてグルタミン酸作動性ニューロン終末からマンガンが放出されることが示唆された。放出されたマンガンはグルタミン酸、GABA等の放出に影響を与えたことから、マンガンイオンがシナプス神経活動を調節している可能性がある。
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[Publications] Maki Hirate, Atsushi Takeda, et al.: "Distribution of trace elements in the brain of EL (epilepsy) mice"Epilepsy Research. 51. 109-116 (2002)
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[Publications] Atsushi Takeda, et al.: "Manganese influences the levels of neurotransmitters in synapses in rat brain"Neuroscience. 114. 669-674 (2002)
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[Publications] Atsushi Takeda, Mai Suzuki et al.: "Possible involvement of plasma histidine in differential brain permeability to zinc and cadmium"BioMetals. 15. 371-375 (2002)
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[Publications] Atsushi Takeda, et al.: "Influence of iron-saturation of plasma transferring in iron distribution in the brain"Neurochemistry International. 41. 223-228 (2002)
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[Publications] Haruna Tamano, et al.: "Preferential uptake of zinc, manganese, and rubidium in rat brain tumor"Nuclear Medicine and Biology. 29. 505-508 (2002)
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[Publications] Akira Minami, Atsushi Takeda, et al.: "Relationship between zinc and neurotransmitters released into the amygdalar axtracellular space"Brain Research. 936. 91-94 (2002)
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[Publications] Atsushi Takeda: "Zinc homeostasis and functions of zinc in the brain. In : "Zinc Biochemistry, Physiobgy, and Homeostasis""Kluwer Academic Publishes (Dordrecht, Netherlands). 10 (2002)
