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2014 Fiscal Year Annual Research Report

アストロサイトのPMATを介した新規モノアミン取り込み機構について

Research Project

Project/Area Number 14J07936
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

長沼 史登  東北大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Keywordsモノアミン系神経伝達物質 / モノアミントランスポーター / アストロサイト / PMAT
Outline of Annual Research Achievements

近年ニューロンの支持細胞であるアストロサイトが、シナプス間隙におけるセロトニンなどのモノアミン系神経伝達物質の濃度調節に関与していることが分かってきたが、そのメカニズムは不明なままであった。本研究では、初代培養細胞ヒトアストロサイトおよび、ヒトアストロサイトーマ由来細胞株1321N1にてモノアミンの取り込み実験を行った。その結果、新規モノアミントランスポーターであるPlasma membrane monoamine transporter (以下PMAT) がアストロサイトにおけるセロトニン、ドパミン、ノルエピネフリン、ヒスタミンの取り込みに重要な役割を果たしていることを明らかとした。次に、生体におけるPMATの重要性についてマウスを用いたin vivoの系で明らかにしたいと考えた。そこでまず、これまで明確にされていなかったマウスPmatの輸送能の評価を行い、既報のヒトPMATの輸送能と比較検討を行った。その結果、マウスPmatはヒトPMATと同様に高いモノアミン輸送能を持ち、イミプラミンやdecynium22により阻害されることが明らかとなった。次に、セロトニントランスポーターなどの基質選択性が高いモノアミントランスポーターと、PMATの発現をマウスの各脳部位において、定量PCR法を用いて比較した。その結果、ほとんどすべての脳の部位においてPMATが基質選択性の高いトランスポーターに比べ、非常に多く発現していることが明らかになった。最後に、イミプラミンをマウスに投与し、マイクロダイアリシス法を用いて細胞外液中のモノアミン量を測定すると、control群に比べ、薬物投与群において細胞外のモノアミン量が上昇する事が確認された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

培養細胞を用いたin vitroの実験系において、アストロサイトにおけるモノアミン取り込みにPMATが重要な役割を果たしていることを十分に示す事が出来た。次に、マウスPmatが高いモノアミン輸送能を持つ事および、脳内で広範囲に非常に多く発現していることが明らかとなった。これに加え、阻害剤とマイクロダイアリシス法を用いる事で細胞外モノアミンクリアランスにおけるPMATの重要性を示すデータも得る事が出来た。現在本研究では、PMATノックアウトマウスを作製しており、P1へテロマウスを得ている。

Strategy for Future Research Activity

PMATノックアウトマウスを作成中であり、現在P1ヘテロマウスを得た。今後交配を重ね、必要数が確保され次第表現型の解析を行う予定である。具体的には、PMAT欠損により、ノックアウトマウスでは、脳内モノアミン量が上昇することが予想される。それを脳ホモジネートサンプルおよびマイクロダイアリシス法により検討する。次に、脳内モノアミン量の上昇から、モノアミン神経系の活動亢進を介した表現型の変化が予想される。そのため、行動薬理学的手法によりその表現型の解析を行う。これにより、モノアミンクリアランスにおけるPMATの重要性をより詳細に明らかにすることで、精神疾患に対して新たな視点や新規治療ターゲットとしての可能性を提供したいと考えている。
さらにこのPMATノックアウトマウスは、PMAT遺伝子内にloxP siteを有しており、アストロサイト特異的にCre-recombinaseが発現するGFAP-creと交配させる事で、アストロサイト特異的にPMATを欠損させることが可能である。将来的にはこちらも同様に解析することでアストロサイト発現するPMATの重要性をより明らかにしたいと考えている。

  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Insufficient intake of L-Histidine reduces brain histamine and causes anxiety-like behaviors in male mice.2015

    • Author(s)
      Takeo Yoshikawa, Tadaho Nakamura, Testuro Shibakusa, Mayu Sugita, Fumito Naganuma, Tomomitsu Iida, Yamato Miura, Attayeb Mohsen, Ryuichi Harada, and Kazuhiko Yanai
    • Journal Title

      The Journal of nutrition

      Volume: 144 Pages: 1637-1641

    • DOI

      10.3945/jn.114.196105.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Role of Histamine H3 Receptor in Glucagon-Secreting αTC1.6 cells2015

    • Author(s)
      Tadaho Nakamura, Takeo Yoshikawa, Fumito Naganuma, Attyeb Mohsen, Tomomitsu iida, Yamato Miura, Akira Sugawara and Kazuhiko Yanai
    • Journal Title

      FEBS Open Bio

      Volume: 5 Pages: 36-41

    • DOI

      10.1016/j.fob.2014.12.001

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Histamine H3 receptor in primary mouse microglia inhibits chemotaxis, phagocytosis, and cytokine secretion.2015

    • Author(s)
      Iida T, Yoshikawa T, Matsuzawa T, Naganuma F, Nakamura T, Miura Y, Mohsen AS, Harada R, Iwata R, Yanai K.
    • Journal Title

      Glia

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1002/glia.22812

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Predominant role of plasma membrane monoamine transporters in monoamine transport in 1321N1 cells, a human astrocytoma-derived cell line.2014

    • Author(s)
      Fumito Naganuma, Takeo Yoshikawa, Tadaho Nakamura, Tomomistu Iida, Ryuichi Harada, Attayeb S. Mohsen, Yamato Miura and Kazuhiko Yanai.
    • Journal Title

      Journal of Neurochemistry

      Volume: 129 Pages: 591-601

    • DOI

      10.1111/jnc.12665

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Analysis of histamine N-methyltransferase deficient mice.2015

    • Author(s)
      Fumito Naganuma, Takeo Yoshikawa, Tadaho Nakamura, Yamato Miura, Takuro Matsuzawa, Kazuhiko Yanai.
    • Organizer
      European Histamine Research Society 44st Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Malaga, Spain
    • Year and Date
      2015-05-06 – 2015-05-09
  • [Presentation] Analysis of histamine N-methyltransferase deficient mice2015

    • Author(s)
      長沼史登、吉川雄朗、中村正帆、三浦大和、柳生彩乃、谷内一彦
    • Organizer
      第88回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知・名古屋市)
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [Presentation] Histamine N-methyltransferaseノックアウトマウスの解析2015

    • Author(s)
      長沼史登、吉川雄朗、中村正帆、三浦大和、堀米愛、谷内一彦
    • Organizer
      第24回神経行動若手研究者の集い
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知・名古屋市)
    • Year and Date
      2015-03-17
  • [Presentation] Histamine N-methyltransferaseノックアウトマウスの解析2014

    • Author(s)
      長沼史登、吉川雄朗、中村正帆、三浦大和、谷内一彦
    • Organizer
      第18回日本ヒスタミン学会
    • Place of Presentation
      都ホテルニューアルカイック (兵庫・尼崎市)
    • Year and Date
      2014-10-10 – 2014-10-11
  • [Presentation] The Mechanism of monoamine transport in human astrocytes2014

    • Author(s)
      Fumito Naganuma, Takeo Yoshikawa, Tadaho Nakamura, Tomomitsu Iida, Yamato Miura, Kazuhiko Yanai
    • Organizer
      17th World congress of basic & clinical pharmacology
    • Place of Presentation
      Cape town, South Africa
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-18

URL: 

Published: 2016-06-01  

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