コリン作動性神経分化に伴う遺伝子発現制御機構の解明

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07279252
• 研究機関: (財)東京都神経科学総合研究所
• 研究代表者: 三澤 日出巳 東京都神経科学総合研究所, 神経学研究部門, 主事研究員 (80219617)
• 研究分担者: 高橋 良輔 東京都神経科学総合研究所, 神経学研究部門, 主事研究員 (90216771)
• キーワード: アセチルコリン / コリンアセチル転移酵素 / 神経変性疾患 / コリン作動性ニューロン / cDNA

研究概要

コリン作動ニューロンは運動機能、自律神経機能、記憶や学習の高次脳機能に深く関与し、アルツハイマー病や筋萎縮性側索硬化症(ALS)などの神経変性疾患で変性、脱落が知られている。コリン作動性ニューロン伝達物質であるアセチルコリンはコリンアセチル転移酵素(ChAT)による一段階反応で生合成される。我々は、ラットおよびマウスのChATmRNAの多様性を明らかにしている。
一方でヒトのChATmRNAは、現在までの1種類のみがしられている。このmRNAは、齧歯類やブタのChATmRNAで翻訳開始コドン(ATG)に相当するスレオニン(ACG)に変異し、N末側に108アミノ酸残基が付加する特異な構造であった。また。このmRNAは約80kDaのタンパク質をコードしており、ヒトの脳組織から精製されるChATタンパク質の分子量(66-70kDa)と一致しない。さらに、ヒトの脊髄運動ニューロンの単一細胞あたりのChAT活性は齧歯類などの哺乳動物に比べて一桁低く、カエルや魚などの冷血動物と同程度の活性しかもたないことが知られており、ヒトの神経系の機能や病態との関連が注目されている。我々はこれらの現象の分子的基盤を明らかにする目的で実験を行い、以下の結果を得た。
剖検ヒト脳組織から従来知られているタイプ(Mタイプ)のほかに、新たに3種類のChATcRNAclone (R,N1,N2タイプ)を単離した。in-vitro及びin-vivioの発現実験の結果、齧歯類に比べてヒト脳のChAT活性が低い原因は、(1)ヒトChAT遺伝子上のATGからACGへの変異により、本来とは異なるATGコドンを翻訳開始部位として使っていること、(2)最も多量に発現しているMタイプのChATmRNAの翻訳効率が最も低いことの2つに由来することが判明した。

研究成果

• [文献書誌] MISAWA,Hidemi: "Coordinate expression of vesicular acetylchoine transporter and choline acetyltransferase in sympatetic superior cervical neurons" Neuro Report. 6. 965-968 (1995)
• [文献書誌] FUJII, Takeshi: "Expression of choline acetyltranferase mRNA and protein in T-lymphocytes" Proc. Japan Acad.71(B). 231-235 (1995)
• [文献書誌] MISAWA, Hidemi: "A subtype of opioid kappa-receptor is coupled to inhibition of Gil-mediated phospholipase C activity in the guinea pig cerebellum" FEBS Lett.361. 106-110 (1995)
• [文献書誌] YOKOJI, Hidehiro: "cDNA cloning and chromosomal localization of the human ciliary neurotrophic factor gene" Neurosci. Lett.185. 175-178 (1995)
• [文献書誌] ZHONG, Zhen-Guo: "Discrete acetylcholine relese from neuroblastoma or hybird cells overexp ressing choline acetyltransferase into neuromuscular synaptic cleft" Neurosci. Res. 22. 81-88 (1995)
• [文献書誌] ZHONG, Zhen-Guo: "Overexpression of choline acetyltransferse constitutes discrte acetylcholine release in synapse formation-defective neuroblastoma cells" J. Physiol. (Paris). 89. 137-145 (1995)