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アストロサイトでの重炭酸イオンを介したpH調節の生理的意義について

研究課題

研究課題/領域番号 16K07068
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 神経化学・神経薬理学
研究機関昭和薬科大学

研究代表者

水谷 顕洋  昭和薬科大学, 薬学部, 教授 (30242861)

研究協力者 河合 克宏  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードNBCe1 / NBCe1-C / astrocyte processes / calcineurin / dephosphorylation / surface expression / tripartite synapse / pH of synaptic cleft / IRBIT / トリパータイトシナプス / シナプス間隙のpH調節
研究成果の概要

中枢神経系の興奮性シナプスを包囲するアストロサイトの突起先端部分には、脳特異的なSLC4A4遺伝子のsplice variant、NBCe1/Cが発現している。本研究では、この特徴的な局在の制御機構を明らかにし、神経伝達および高次脳機能に及ぼす影響を解析すべく、NBCe1/C分子に結合する分子をスクリーニングしたところ、カルシニューリンが結合することを見出した。また、このカルシニューリンのCa2+/CaM phosphatase 活性が、NBCe1/Cの細胞膜移行を調節していることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

SLC4A4遺伝子、その欠損により精神遅滞を引き起こすこと、また、その発現量と自殺行動との関係が示唆されている。今回の発見は、シナプスを包囲するアストロサイト突起に発現するNBCe1/C(中枢神経系特異的SLAC4A4j発現産物)の細胞膜発現が、Ca2+シグナル依存的に調節されること示したのである。この発見により、スナプス間隙のpH環境が、神経伝達の状況によってアストロサイトが調節しうる可能性と、SLC4A4が果たす高次脳機能における分子メカニズムの一端が明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Calcineurin Binds to a Unique C-Terminal Region of NBCe1-C, the Brain Specific Isoform of NBCe1 and Enhances its Surface Expression2019

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa N, Hatano N, Tohyama S, Kita S, Mikoshiba K, Mizutani A.
    • 雑誌名

      BPB Reports

      巻: 2 ページ: 7-18

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Splicing variation of Long-IRBIT determines the target selectivity of IRBIT family proteins.2017

    • 著者名/発表者名
      Kawaai K, Ando H, Satoh N, Yamada H, Ogawa N, Hirose M, Mizutani A, Bonneau B, Seki G, Mikoshiba K.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 114(15) 号: 15 ページ: 3921-3926

    • DOI

      10.1073/pnas.1618514114

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] カルシニューリンが脳型NBCe1の細胞内局在に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川 尚美, 遠山 卓, 波多野 直哉, 水谷 顕洋
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Long-IRBIT と陰イオン交換体のpH 依存的な相互作用は、細胞移動を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤諒、 濵田浩一、 川崎聡子、 波多野直哉、 御子柴克彦、 水谷顕洋
    • 学会等名
      第138回日本薬学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] IRBIT, an integrative regulator of intracellular Ca2+ signals and pH environment2018

    • 著者名/発表者名
      水谷顕洋
    • 学会等名
      第95回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢神経系における脳型NBCe1の細胞膜輸送に関わる分子について2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川尚美、柏木舞、遠山卓、森滉貴、濵田浩一、水谷顕洋
    • 学会等名
      日本薬学会 第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-03-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳型NBCe1の細胞内局在に関わる結合分子の役割2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川尚美、森滉貴、竹中遥菜、白鳥瞳、水谷顕洋
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Long-IRBITは陰イオン交換体の活性を調節して細胞移動を制御している。2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤諒、濱田浩一、川崎聡子、御子柴克彦、水谷顕洋
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アストロサイトにおける脳型NBCe1の膜局在に関わる結合分子の役割2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川尚美、遠山卓、森滉貴、竹中遥菜、白鳥瞳、波多野直哉、水谷顕洋
    • 学会等名
      第39回 日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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