タウリンによるKCC2活性制御の分子基盤とその意義の解明

• 研究課題/領域番号: 23500387
• 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: 神経科学一般
• 研究機関: 浜松医科大学
• 研究代表者: 井上 浩一 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (80345818)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2011年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: GABA / タウリン / 大脳皮質構築 / KCC2 / リン酸化

研究概要

タウリンは発達期脳に非常に多くその後減少することが知られている。我々はこれまでの研究から、タウリンがWNK-SPAK/OSR1のシグナルを沼生化し、KCC2のThr906とThr1007をリン酸化することにより、RCC2の活性を抑制し、細胞内Cl-濃度([Cl-]i)を上昇することを突き止めた。さらに子宮内電気穿孔法で導入したKCC2変異体(RCC2T906A/T1007A)を用い、発達期大脳皮質における神経細胞移動が[Cl-]iにより調節を受けていることを見出した。
そこで、本年度は、KCC2T906A/T1007Aによりその移動が阻害された神経細胞の由来を調べるため、大脳皮質の成体での深層、浅層の分子マーカーであるTbr1、Cux1を用い免疫染色を行った。胎生15日のラット胎仔に電気穿孔法を行った場合、対照としてのGFP、あるいはGFP+KCC2を導入した神経細胞朗台生18日では浅層にあり、それらの多くはCux11陽性であった。これらは、その後大脳皮質の成熟に伴い深層に位置することになる。|方、KCC2T906A/T1007Aを導入した神経細胞は、胎生18日でその多くが脳室帯付近に存在したが、それらの細胞もCux1陽性であった。また、いずれの細胞もTbr1陰性であった。これらのことから、KCC2T906A/T1007Aを導入された細胞は本来Cux1陽性細胞として成体では大脳皮質のV、VI層に存在するはずのものであり、それらの移動が阻害されて胎生18日の時点では脳室帯付近に存在していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Taurine inhibits K^+-Cl^- cotransporter KCC2 to regulate embryonic Cl^- homeostasis via with-no-lysine (WNK) protein kinase signaling pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Furukawa T, Kumada T, Yamada J, Wang T, Inoue R, Fukuda A
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 ページ: 20839-20850
  • 査読あり
• [雑誌論文] タウリンの簡易測定法の開発と蛍光イメージングによる生体試料（脳スライス）への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上浩一
  • 雑誌名: （財）浜松科学技術研究振興会情報誌 財団ニュース 巻: 13 ページ: 16-17
• [雑誌論文] Calcium-permeable ion channels involved in glutamate receptor independent ischemic brain injury (2011)
  • 著者名/発表者名: Li M-H, Inoue K, Si H-F, Xiong Z-G
  • 雑誌名: Acta Pharmacol Sin 巻: 32 ページ: 734-740
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cysteine 149 in the extracellular finger domain of ASIC1b subunit is critical for zinc-mediated inhibition (2011)
  • 著者名/発表者名: Jiang G, Inoue K, Wu X, Papasian CJ, Wang J-Q, Xiong Z-G, Chu X-P
  • 雑誌名: Cysteine 149 in the extracellular finger domain of ASIC1b subunit is critical for zinc-mediated inhibition 巻: 193 ページ: 89-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pathophysiological relevant levels of hydrogen peroxide induces glutamate-independent neurodegeneration that involves activation of TRPM7 channels (2011)
  • 著者名/発表者名: Coombes E, Jiang J, Chu X-P, Inoue K, Seeds J, Branigan D, Simon RP, Xiong Z-G
  • 雑誌名: Pathophysiological relevant levels of hydrogen peroxide induces glutamate-independent neurodegeneration that involves activation of TRPM7 channels 巻: 14 ページ: 1815-1827
  • 査読あり
• [学会発表] Intracellular taurine inhibits K^+-Cl^- cotransporter KCC2 to regulate embryonic Cl^- homeostasis via with-no-lysine (WNK) protein kinase signaling pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukuda A, Inoue K, Furukawa T, Yamada J, Kumada T, Wang T, Inoue R
  • 学会等名: 8^<th> FENS Forum of Neuroscience
  • 発表場所: スペイン・バルセロナ
• [学会発表] KCC2活性が脳発達及びタウリンにより制御されている可能性の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上浩一、古川智範、熊田竜郎、山田順子、王天英、福田敦夫
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Taurine prevents KCC2 from functioning in a phosphorylation-dependent manner to render embryonic Cl- homeostasis (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Furukawa T, Yamada J, Kumada T, Wang T, Inoue R, Fukuda A
  • 学会等名: 41th annual meeting, Society for Neuroscience
  • 発表場所: 米国・ワシントンDC
• [備考]
  • URL: http://www.hama-med.ac.jp/uni_education_igakubu_igaku_seiri1.html