神経細胞死とそれを防御するトランスポーター種とその機序

• 研究課題/領域番号: 07408024
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 遠山 正彌 大阪大学, 医学部, 教授 (40028593)
• 研究分担者: 金銅 英二 兵庫医科大学, 講師 (50273636) ; 和中 明生 福島県立医科大学, 教授 (90210989) ; 島田 昌一 大阪大学, 医学部, 助教授 (20216063) ; 古山 達雄 大阪大学, 医学部, 助手 (20238702)
• 研究期間 (年度): 1995 – 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 35,200千円 (直接経費: 35,200千円); 1997年度: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円); 1996年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円); 1995年度: 21,000千円 (直接経費: 21,000千円)
• キーワード: 神経細胞死 / 新規ペプチドトランスポーター / PHT1 / 亜鉛トランスポーター / オスモライトトランスポーター / 浸透圧 / オスモライト / グルタミン酸 / 防御機構 / トランスポーター

研究概要

神経細胞死に関連して発現する遺伝子.蛋白群をディファレンシャルディスプレイ法を用いて検索した。実験的に脳浮腫を引き起こさせたマウス大脳皮質より新規の遺伝子が単離された。種々の検索の結果、この蛋白は世界で初めて見いだされた脳特異的新規ペプチドトランスポーター(PT)であることが判明した。このPTは膜12回貫通型で、温度依存性、プロトン依存性であった。さらにこのPTはヒスチジンを特異的に取り込み、その取り込みはジペプチドやトリペプチドで阻害された。脳では神経細胞とグリア細胞の両者に発現している。我々はこのPTをペプチド/ヒスチジン トランスポーター(PHT)1と名づけた。PHT1はシナプス間隙においてペプチデ-スで断片化されたジ-あるいはトリペプチドをプレ側に取り込み、再び、ペプチドの材料として再利用するための働きや、脳浮腫時に神経細胞を細胞死から守るために、ペプチド断片をオスモライトとして取り込み、細胞内外の浸透圧維持に関与していると思われる。我々は一過性虚血を負荷された砂ネズミ海馬より亜鉛トランスポーター1型(ZnT1)遺伝子を単離した。この遺伝子は一過性に虚血を負荷された海馬CA1錐体細胞内に24時間から3日後まで上昇する。術後1週間ではCA1錐体細胞の消失とともに、ZnT1遺伝子の発現は消失する。しかしZnT1自体の蛋白は発現しない。培地に亜鉛を加えると神経細胞は亜鉛を取り込み死にいたる。この細胞にZnT1蛋白を発現させると神経細胞は死なない。一過性虚血を引き起こした海馬CA1では亜鉛の集積が起こり海馬CA1細胞は亜鉛を取り込む。CA1細胞は取り込んだ亜鉛を細胞外の排除するためにZnT1亜鉛を発現させるが、蛋白にまでは翻訳されないので、その機能が発揮できず、死に至る。さらに本研究ではオスモライトトランスポーターが脳浮腫による神経細胞死を防ぐ働きがあることをも、併せて明らかとした。

研究成果

• [文献書誌] Natsuo N、Ogawa S,Takagi T.et al.: "Cloning ofa Putative Vesicle Transport-related Protein,RA410,from Cultured Rat Astorocytes and Its Expression in Ischemic Rat Brain" J Bio Chem. 272(26). 16438-16444 (1997)
• [文献書誌] Mishimura M、Sato K,Mizuno M.et al.: "Differntial expression patterns of GABA transporters (GAT1-3) in the rat olfactory bulb" Mol Bra Res. 45. 268-274 (1997)
• [文献書誌] Morimura H、Shimada S,Otori Y.et al.: "The differential osmoregulation and localization of taurine transporter mRNA and Na+/myo-inositol cotransporter mRNA in rat eyes" Mol Bra Res. 44. 245-252 (1997)
• [文献書誌] Tsuda M,Imaizumi K,Katayama T. et al.: "Expressionod Zinc Transporter Gene,ZnT-1,Is Induces after Transient Forebrain Ischemia in the Gerbil" J Neurosci. 17(17). 6678-6684 (1997)
• [文献書誌] Yasumi M,Sato K,Shimada S.et al.: "Regional distribution of GABA transprter 1(GAT1)mRNA in the rat brain : Comparison with glutamic acid decarboxylase67(GAD67)mRNA brain : Comparison with glutama localization" Mol Bra Res. 44. 205-218 (1997)
• [文献書誌] Sakata K, Sato K., Shimada S.et al.: "Characteriation of glycine release mediated by glycine transpoter 1 stably expressed in HEK-293 cells" Mol Bra Re. 49. 89-94 (1997)
• [文献書誌] Wei Guo,Shimada S,Tajiri H.et al.: "Developmental regulation of Na+/myo-inositol cotransporter gene expression" Mol Bra Res. 51. 91-96 (1997)
• [文献書誌] Kitamura H,Yamauchi A,Sugiura T et al.: "Inhibition of myo-inositol transport causes acute renal failure with selective medullary injury in the the rat" Kidney International. 53. 146-153 (1997)
• [文献書誌] Yamashita T,Kohmura E,Yuguchi T, et al.: "Changes in glutamate/asparate transporter (GLAST/GluT-1) mRNA expression following facial nerve transection." Mol Brain Res. 38(2). 294-299 (1996)
• [文献書誌] Yamashita T,Kohmura E,Yuguchi T, et al.: "Induction of Na+/myo-inositol cotransporter mRNA after focal cerebral ischemia : evidence for extensive osmotic stress in remote areas." J Cereb Blood Flow Metab. 16(6). 1203-1210 (1996)
• [文献書誌] Morimura H,Shimada S,Otori Y, et al.: "Expression of Na+/myo-inositol cotransporter mRNA in normal and hypertonic stress rat eyes." Mol Brain Res. 35(1-2). 333-338 (1996)
• [文献書誌] Miyai A,Yamauchi A,Moriyama T, et al.: "Expression of betaine transporter mRNA : its unique localization and rapid regulation in rat kidney." Kidney Int. 50(3). 819-27 (1996)
• [文献書誌] Minami Y,Shimada S,Inoue K, et al.: "Expression of Na^+/myo-inositol cotransporter mRNA in the inner ear of the rat." Mol Brain Res. 35(1-2). 319-324 (1996)
• [文献書誌] Minami Y,Inoue K,Shimada S, et al.: "Rapid and transient up-regulation of Na^+/myo-inositol cotransporter transcription in the brain of acute hypernatremic rats." Mol Brain Res. 40(1). 64-70 (1996)
• [文献書誌] Masago A,Shimada S,Minami Y, et al.: "GLAST mRNA expression in the periventricular area of experimental hydrocephalus." Neuroreport. 7(15-17). 2565-2570 (1996)
• [文献書誌] Inoue K,Shimada S,Minami Y, et al.: "Cellular localization of Na^+/MYO-inositol co-transporter mRNA in the brain." Neuroreport. 7(6). 1195-8 (1996)
• [文献書誌] Inoue K,Sato K,Tohyama M, et al.: "Widespread brain distribution of mRNA encoding the orphan neurotransmitter transporter 7-3." Mol Brain Res. 37(1-2). 217-23 (1996)
• [文献書誌] Fujita M,Shimada S,Tohyama M, et al.: "Visulization of ischemic insult in caudate putamen with beta-CIT." J Nucl Med. 37(7). 1214-8 (1996)
• [文献書誌] Fujita M,Nishino H,Kumazaki M, et al.: "Expression of dopamine transporter mRNA and its binding site in fetal nigral cells transplanted into the striatum of 6-OHDA lesioned rat." Mol Brain Res. 39(1-2). 127-136 (1996)
• [文献書誌] Yamauchi A,Miyai A,Shimada S, et al.: "Localization and rapid regulation of Na+/myo-inositol cotransporter in rat kidney." J Clin Invest. 96(3):. 1195-201 (1995)
• [文献書誌] Inoue K、Sakaitani M,Shimada S, et al.: "Cloning and expression of a bovine glutamate transporter." Mol Brain Res. 28(2). 343-348 (1995)
• [文献書誌] Miyai A,Yamauchi A,Nakanishi T.et al.: "Na^+/myo-inositol cotransport is regulated by tonicity in cultured rat mesangial cells" Kidney Int. 47:. 473-480 (1995)
• [文献書誌] Morimura,H.,et al.: "Expression of Na^+/Myo-Inositol Cotransporter mRNA in the Norman and Hypertonic stress Rat Eyes." Mol.Brain Res.35. 333-338 (1996)
• [文献書誌] Yamashita,T.et al.: "Cloning and Functional Expression of a Brain peptide/histidine Transporter." J.Biol.Chem.in press.
• [文献書誌] Yamashita,T.et al.: "Changes in Glutamate/aspartate Transporter(GLAST/GluT-1)mRNA Expression Following Facial Nerve Transection." Mol.Brain Res.in press.