神経細胞でサイクリックADPリボースは真のセカンドメッセンジャーか

• Project/Area Number: 12877007
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General physiology
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 東田 陽博 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (30093066)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2001: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2000: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: Caプール / サイクリックADPリボース / 神経細胞 / セカンドメッセンジャー / モジュレーター / リアノジン受容体

Research Abstract

サイクリックADPリボース(ADPR)が細胞内Caプールであるリアノジン受容体に作用する、セカンドメッセンジャーないしは、Caのモジュレーターとされて久しいが、神経細胞をはじめ種々の横紋筋や平滑筋組織で作用が一定しないところがあり、その役割がいまひとつあきらかではない。その最大の理由はリアノジン受容体サブタイプの分布であるが、それに加えて、すでに存在するcADPRに影響されて不一致を生じるものと思われる。そこで神経や心臓組織におけるcADPRが真にセカンドメッセンジャーであることを証明するためには、生細胞ではなく、膜分画でcADPTの合成過程が受容体刺激によりコントロールされていることを実証すればよいと考た。今年度は、メタボトロピックなグルタミン酸受容体(mGluR)とcADPR産成酵素とのカップリングをmRluR cDNAをトランスフェクトしたNG108-15細胞と網膜および上頚神経節神経組織で観察した。
mRluR cDNAをNG108-15ニューロブラストーマXグリオーマ雑種神経様神経腫瘍細胞を培養した。DNAとリポフェクタミンをNG108-15細胞に添加し、DNAを導入した。数日増殖させ培養し、異なるmGluRを発現する細胞を集めた。粗膜分画を得、それを酵素源とし、[^3H]NADを含む液とグルタンミン酸存在、非存在下反応し、2分後過塩素酸を添加し反応を止めた。薄層クロマトグラフィーにて、産物の[^3H]cADPRを分離し、放射活性を測定した。mGluR1、mGluR5、mGluR3とmGluR6がADPリボシールシクラーゼ活性を上昇させることがわかった。ラットの網膜では、mGluR6を介して、上頚神経節では、mGluR1あるいはmGluR5を介して上昇させることがわかった。
以上の結果はmGlurのシグナル伝達にcADPリボースが関与していることを示唆する。

Research Products

• [Publications] Higashida, H. et al.: "Cyclic ADP-ribose as a second messenger revisited from a new aspect of signal transduction from receptors to ADP-ribosyl cyclase"Pharmacol Therpeul. 90(2-3). 283-296 (2001)
• [Publications] Higashida, H. et al.: "Cyclic ADP-ribose as a potential second messenger for neuronal Ca2 + signaling"J. Neurochem. 76(2). 321-331 (2001)
• [Publications] Higashida, H. et al.: "Both linopirdine and WAY123, 398-sensitive components of IK(M, ng) are modulated by cyclic ADP ribose in NG108-15 cells"Pflugers Archiv. Eur. J. Physiol. 441(2-3). 228-234 (2000)
• [Publications] Higashida, H. et al.: "Angiotensin II Stimulates cyclic ADP-ribose formation in neneonatal rat cardiac myosytes"Biochem. J.. 352(1). 197-202 (2000)
• [Publications] Hotta, T. et al.: "Membrane-bound form of ADP-ribosyl cyclase in rat cortical astrocytes in culture"J. Neurochem. 74(2). 669-675 (2000)
• [Publications] Hashii, M. et al.: "cADP-ribose potentiates cytosolic Ca2+ elevation and Ca2+ entry via L-type voltage-activated Ca2+ channels in NG108-15 neuronal cells"Biochem. J.. 345(2). 197-202
• [Publications] Higashida, H. et al.: "Slow Synaptic Responses and Modulation"Slow synaptic responses in neuronal tumor cells: dual regulation of ADP-ribosyl cyclase and inhibition of M-current by muscarinic receptor stimulation. 35-41 (1999)
• [Publications] Higashida,H.,Yokoyama,S.,Hashii,M. et al.: "Signal transduction from bradykinin, angiotensin, adrenergic and muscarinic receptors to effector enzymes, including ADP-ribosyl cyclase."Biological Chem.. 382. (2001)
• [Publications] Higashida,H.,Hashii,M.,Yokoyama,S. et al.: "Cyclic ADP-ribose as a potential second messenger for neuronal Ca2+ signaling."J.Neurochem.. 76. 321-331 (2000)
• [Publications] Higashida,H.,Zhang,J S., et al.: "Angiotensin II cyclic ADP-ribose formation in rat cardiac myocytes."Biochem.J.. 352. 197-202 (2000)
• [Publications] Hotta,T.,Asai,K. et al.: "Membrane-bound form of ADP-ribosyl cyclase in rat cortical astrocytes in culture."J.Neurochem.. 74. 669-675 (2000)
• [Publications] Hashii,M.,Minabe,Y. et al.: "cADP-ribose potentiates cytosolic Ca2+ elevation and Ca2+ entry via L-type voltage-activated Ca2+ channels in NG108-15 neuronal cells."Biochem J.. 345. 207-215 (2000)
• [Publications] Higashida,H.: "Slow Synaptic Responses and Modulation"Slow synaptic responses in neuronal tumor cells : dual regulation of ADP-ribosyl cyclase and inhibition of M-current by muscarinic receptor stimulation.. 35-41 (1999)