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脳内環境破綻時のアストロサイトNaxチャンネルの役割

公募研究

研究領域脳内環境:恒常性維持機構とその破綻
研究課題/領域番号 24111549
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関基礎生物学研究所

研究代表者

檜山 武史  基礎生物学研究所, 統合神経生物学研究部門, 助教 (90360338)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード神経科学 / 脳神経疾患 / 生理学 / アストロサイト / イオンチャネル / エンドセリン
研究概要

ナトリウムチャンネルNaxは、細胞外Naレベルの上昇に応答して開口するNaレベルセンサーである。前回、細胞外環境のエンドセリンの濃度が高まると、NaxはエンドセリンB型受容体(ETBR)を介した調節を受け、平常時のNaレベルでも開口するようになることを報告した。Naxは、末梢神経系では非ミエリン化シュワン細胞(non-myelinating Schwann cells)に発現しているが、その生理機能については、これまで明らかになっていなかった。今年度、末梢神経の軸索切断後の神経回復過程において、Naxが重要な役割を果たしていることが明らかになった。
坐骨神経を切断すると後肢足裏への刺激に対する脚の引込め応答がいったん失われ、その後に徐々に回復する。この時間経過をNaxノックアウトマウス(Nax-KOマウス)と野生型マウスで比較したところ、Nax-KOマウスの回復が遅れていた。この回復の遅れは、切断部位へ乳酸を投与しておくことによって改善した。さらに、乳酸を輸送するモノカルボン酸トランスポーター(MCT)の阻害剤を野生型マウスに投与すると、回復が遅れた。切断8週間後に、再生した軸索を組織学的に解析したところ、Nax-KOマウスではミエリン化した軸索の数が野生型マウスに比べて少なかった。培養したシュワン細胞からmRNAを回収して解析したところ、Nax、MCT及びETBRの発現が確認された。培養シュワン細胞にエンドセリン-1を投与すると乳酸の放出が促進され、その促進効果はETBRの阻害剤によって抑えられた。また、Nax-KOマウス由来のシュワン細胞を用いた場合には、エンドセリン-1投与によって放出される乳酸の量が野生型よりも少なかった。以上の結果から、末梢神経系の軸索切断後における軸索の再伸長過程において、ETBRを介したNaxの活性化とそれに続く乳酸の放出が重要な役割を担っていることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Involvement of Nax sodium channel in peripheral nerve regeneration via lactate signaling.2013

    • 著者名/発表者名
      Unezaki, S., Katano, T., Hiyama, T.Y., Nguyen, H. T., Yoshii, S., Noda, M., and Ito, S.
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 39 号: 5 ページ: 720-729

    • DOI

      10.1111/ejn.12436

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endothelin-3 expression in the subfornical organ enhances the sensitivity of Nax, the brain sodium-level sensor, to suppress salt intake2013

    • 著者名/発表者名
      Hiyama TY 他
    • 雑誌名

      Cell Metab

      巻: 17 号: 4 ページ: 507-519

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2013.02.018

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SAP97 promotes the stability of Nax channels at the plasma membrane2012

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto M 他
    • 雑誌名

      FEBS Lett

      巻: 586 号: 21 ページ: 3805-3812

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2012.09.018

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脳内Naセンサーと体液調節2013

    • 著者名/発表者名
      檜山武史
    • 学会等名
      生理学研究所研究会「細胞センサーの分子機構・相互関連・ネットワーク研究会」
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県、岡崎市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳弓下器官(subfornical organ:SFO)に対する自己抗体を認めた本態性高Na血症の一例2012

    • 著者名/発表者名
      宇都宮朱里
    • 学会等名
      第46回日本小児内分泌学会学術集会
    • 発表場所
      大阪国際会議場(大阪府)
    • 年月日
      2012-09-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] SAP97はNaxチャンネルの細胞表面発現を促進する2012

    • 著者名/発表者名
      松本匡史
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Naイオンと脳:体液の調節機構2012

    • 著者名/発表者名
      檜山武史
    • 学会等名
      第12回 日本抗加齢医学会総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2012-06-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 体液Na濃度センサーの調節機構の解明: 脳内エンドセリン-3の役割が明らかに

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/press/2013/03/29.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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