Functional coupling between sodium pumps and glutamate transporters: its physiological role and regulatory mechanism

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06882
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: National Institute for Physiological Sciences
• Principal Investigator: Satake Shin'Ichiro 生理学研究所, 助教 (30360340)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 小脳 / グルタミン酸輸送体 / 登上線維 / プルキンエ細胞 / 籠細胞

Outline of Final Research Achievements

Excitatory amino acid transporters (EAATs) remove the excitatory neurotransmitter glutamate released at excitatory synapses as a function of the plasma membrane Na/K gradient generated by the sodium pump (Na,K-ATPase) and are responsible for terminating excitatory neurotransmission and protecting neurons from the excitotoxicity of excess glutamate. We found that ethanol increases EAAT activity in rat cerebellar Purkinje cells via a Na-pump (Na,K-ATPase)-dependent mechanism. We also investigated how roscovitine, a Cdk 1, 2, and 5 inhibitor, increases multivesicular release of synaptic vesicles in cerebellar glutamatergic synapses.

Free Research Field

神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

神経細胞に発現するEAATは、シナプス伝達の終結や神経を保護する役割のみならず、①Glu輸送速度（ターンオーバー）を変化させることにより、Gluの細胞外動態に影響を与えること、その結果として②Gluのシナプス外拡散を介した神経情報処理を制御する役割を担っていることを見出した。またroscovitineを用いることにより、小脳興奮性シナプスにおいて多重性開口放出をコントロールすることが可能になった。Roscovitineは、シナプス間隙に放出されたGluの量的変化がEAATの機能におよぼす影響を検討する優れた実験モデルを提供すると期待される。