Homeostatic control of extrasynaptic glutamate: molecular mechanisms underlying neuron-glia interactions

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K07117
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: National Institute for Physiological Sciences
• Principal Investigator: Satake Shin'Ichiro 生理学研究所, 助教 (30360340)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 小脳 / グルタミン酸輸送体 / プルキンエ細胞 / バーグマングリア

Outline of Final Research Achievements

Excitatory amino acid transporters (EAATs) serve as the primary mechanism for limiting the action of the excitatory neurotransmitter glutamate in the central nervous system. In the brain, EAATs remove glutamate from the synaptic cleft and extracellular region by mediating glutamate uptake into neurons and glial cells. In this study, we compared physiological roles of neuronal and glial EAATs in the control of extrasynaptic diffusion of glutamate in rat and mouse cerebellar slice preparations.

Free Research Field

神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

急速発症性ジストニアパーキンソニズム（RDP）/小児交互性片麻痺（AHC）/CAPOS症候群の病態モデル動物（Na,K-ATPase α3サブユニット遺伝子ヘテロ欠損マウス）の小脳において、ニューロン（プルキンエ細胞）のEAAT電流（Glu回収能）が著しく減少していることを発見した。一方、グリア細胞（バーグマングリア）のEAAT電流は有意に増大していた。脳・中枢神経系のGlu回収システム（細胞外Glu制御機構）にニューロン‐グリア補完作用が存在することを示唆している。こうした変異は、これら神経疾患の分子細胞基盤の一つと考えられ、病態の解明や新たな治療法の開発に繋がることが期待される。