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本研究の目的は、神経細胞のグルタミン酸応答性を遺伝子発現レベルから理解することにある。当該年度は、主にマウス小脳顆粒細胞およびラット海馬神経細胞の初代培養系を用いて、以下の点が明らかとなった。
1.脳由来神経栄養因子(Brain-derived neurotrophic factor;BDNF)遺伝子の発現誘導が、グルタミン酸レセプターあるいは電位依存性カルシウム(Ca^<2+>)チャンネルの活性化を介して、細胞内へのCa^<2+>流入に依存して起こることが明らかとなった。
2.高KC1濃度(25mM)では、BDNFの合成が活性化されていて、グルタミン酸入力による神経細胞死が起こりにくいことが明らかとなった。一方、低KC1濃度(5mM)では、神経細胞死が起こりやすかった。これは、BDNFによって、神経細胞生存維持に係わる遺伝子群の発現が活性化されたためと考えられた。
3.BDNF遺伝子のプロモーター上のTRE(TPA-responsive element)類似配列が、AP-1活性化に応答可能であることがわかった。また、このTREとMyc結合配列の両方に結合親和性を持つ未知のDNA結合活性が認められた。
4.一酸化窒素(NO)生成薬剤投与で、c-fos誘導後のAP-1活性化が顕著に抑制されることがわかった。これは、NOによるAP-1の転写後制御の可能性を示している。
5.in vitroのDNA結合反応系で、NOを介してAP-1のDNA結合活性が抑制される可能性を示した。
以上の研究により、グルタミン酸入力によって、遺伝子発現が一連のカスケードとして誘起されることが示された。また、NOが細胞内レドックス制御系を介して、遺伝子発現レベルをコントロールしている可能性が示された。
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