Nitric oxideと可溶性グアニレートシクラーゼに関する形態学的研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05454661
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 古山 忍 (稲垣 忍) 大阪大学, 医学部, 教授 (90151571)
• 研究分担者: 古山 達雄 大阪大学, 医学部, 助手 (20238702)
• キーワード: 可溶性グアニレートシクラーゼ / α1サブユニット / β1サブユニット / ラット / mRNA / cGMP-dependent protein kinase / in situ hybridization / マウス

研究概要

一酸化窒素(Nitric oxide) NOはガス状の細胞間情報伝達物質として内皮細胞由来の血管拡張作用を有する物質として注目されてきた。最近,血管のみならず神経系においても細胞間情報伝達物質として作用している可能性が示唆されている。NOは血管内皮や神経系において可溶性グアニレートシクラーゼの活性化を経由しcGMP系細胞内情報伝達系を介すると考えられる。NOはそのガス状の特性からNO合成酵素の存在する神経終末のシナプス前及び後成分のいずれにも作用し得ると考えられるのでNOの作用部位を明らかにするためにはNOの受容体すなわち標的物質の存在部位を明らかにする必要がある。NOの標的物質すなわち作用部位は細胞内に存在する可溶性グアニレートシクラーゼであることが示されているので、NOは同酵素の産生するcGMPを介して細胞に情報を伝達することになる。この目的でNOの第一の作用部位である可溶性グアニレートシクラーゼのα1とβ1サブユニット特異的分布をこれまでに明らかにした。α1とβ1サブユニットは基本的には発現部位が重なっているがいくつかの部位でβ1が発現しているのにα1の発現が低レベルである部位が見出され新たなαサブユニットの存在が示唆された。そこで平成7年度に新たなαサブユニットのクローニングを試みたが、完全長のクローンをとることを断念し、その次の情報伝達過程であるcGMP系細胞内情報伝達の研究を進めた。可溶性グアニレートシクラーゼはcGMPを産生しcGMPは標的蛋白を活性化する。そこでcGMPの標的蛋白であるcGMP-dependent protein kinaseに注目しcGMP-dependent protein kinaseのアイソザイム特異的分布を明らかにした。cGMP-dependent protein kinaseにはイソザイムタイプ1(GK1)とタイプ2(GK2)が存在するが、GK1とGK2のmRNAの発現は大変特徴的で大部分の脳部位で補完的に発現していた。これらの結果はこれまでに報告されていない所見を多く含んでいた。

研究成果

• [文献書誌] Furuyama,T.: "Distribution of I,II,III subtypes of voltage-sensitive Na+ channel mRNA in the rat brain." Molecular Brain Research,. 17. 169-173 (1993)
• [文献書誌] Furuyama,T.: "Distribution of type II adenyl cyclase mRNA is the rat brain." Molecular Brain Research. 19. 165-170 (1993)
• [文献書誌] Furuyama,T.: "Localizations of α1 and β1 subunits of soluble guanylate cyclase in the rat brain." Molecular Brain Research. 20. 335-344 (1993)
• [文献書誌] Iwahashi,Y.: "Distinct regulation of soolium channel type I,II and III followingnerve transenction." Molecular Brain Research,. 22. 341-345 (1994)
• [文献書誌] Furuyama,T.: "Localizations of calmodulin-stimulated phophodiester ase mRNA in the rat brain by in situ hybridization histochemistrv." Molecular Brain Research,. 26. 331-336 (1994)
• [文献書誌] Ruda,M.A.: "Nitric oxide expression and regulation in the dorsal root ganglion and spinal cord." Annals of the New York Academy of Scicences. 738. 181-190 (1994)
• [文献書誌] Iwahashi,Y.: "Differential distribution of mRNA encoding cAMP-specific phosphodiesterase isoforms in the rat brain" Molecular brain Research. (in press).