神経型ニコチン性アセチルコリン受容体の変異マウスにおけるCa依存性シナプス異常

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09044276
• 研究機関: 富山医科薬科大学
• 研究代表者: 木村 郁子 富山医科薬科大学, 薬学部, 助教授 (70019131)
• 研究分担者: 木村 正康 テキサス大学サンアントニオ校, 健康科学センター, 教授 ; 萩野 信義 テキサス大学サンアントニオ校, 健康科学センター, 教授 ; CHANGEUX J.ー パスツール研究所, 神経分子生物学, 教授 ; 出崎 克也 日本学術振興会, 特別研究員 ; 野島 浩史 富山医科薬科大学, 薬学部, 助手 (50208344)
• キーワード: β2ノックアウトマウス / nicotine / 受容体活性調節Ca動員 / α7サブユニット / 中脳黒質 / ドパミンニューロン / methyllycaconitine / 神経型ニコチン性アセチルコリン受容体

研究概要

中脳における黒質ドパミン神経は線条体に投射し、運動機能を調節している。この機能が損なわれると、固縮、無動、姿勢調節障害などを特徴とするパーキンソン病になる。黒質緻密帯のドパミン神経には数種類の神経型ニコチン性アセチルコリン受容体(N-nAChB)が発現しており、神経の活動度を調節していることが知られている。本研究では細胞内カルシウム動態を指標にして、そのメカニズムを検討した。
実験には野性種およびN-nAChR-β2サブユニット遺伝子欠損マウスから摘出した脳の冠状スライスを用い、薬物を潅流した場合に、ニューロンの細胞体におけるカルシウム濃度変化をfura-2蛍光法により測定した。
細胞内カルシウム濃度はニコチン刺激により比較的長時間(5-10分間)上昇した。この濃度上昇には外液カルシウムの流入に伴う細胞内カルシウム遊離機構の活性化が不可欠であった。β2欠損マウスではニコチン刺激によるカルシウム濃度の変化が著しく減少し、α7-N-nAChR拮抗薬メチルリカコニチンを添加することによりほぼ完全に消失した。α7-N-nAChR作動薬のコリンはいずれのマウスの標本においてもカルシウム動員を引き起こした。またニコチン刺激中および刺激後において、自発的にカルシウムスパイクを発生するドパミンニューロンの割合が増大した。この増大は少なくともβ2-N-nAChRの活性に依存的であった。
以上の結果から、ニコチン刺激によりβ2またはα7サブユニットを含む2種類の11AChRが細胞内にカルシウムを動員し、ドパミンニューロンの活性化を引き起こすと結論できた。これらの変化が神経終末および樹状突起からのドパミン遊離を促進すると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Kimura I: "Calcium-dependent desensitizing function of the postsynaptic neuronal-type nicotinic acetylcholine receptors at the neuromuecular junction" Pharmacology and Therapeutics. 77. 183-202 (1998)
• [文献書誌] Dezaki K,Kimura I: "Acetylcholine sensitivity of biphasic Ca^<2+> mobilization inducedby nicotinic receptor activation at the mouse skeletal muscle endplate" Britsh Journal of Pharmacology. 123. 1418-1424 (1998)
• [文献書誌] Salim SY,Dezaki K,Tsuneki H,Abdel-Zaher AO,Kimura I: "Calcitonin fene-related peptide potentiates nicotinic acetylcholine receptor-operated slow Ca^<2+> mobilization at mouse muscle endplates" British Journal of Pharmacology. 125. 277-282 (1998)
• [文献書誌] Kimura I,Tsuneki H,Dezaki K,Nojima H: "Desensitizing function of calcium mobilized by the postsynaptic neuronal-type nicotinic acetylcholine receptors at the neuromuscular junction" Yakugaku Zasshi. 19. 1-15 (1999)
• [文献書誌] Dezaki K,Tsuneki H,Kimura I: "Methyllycaconitine-sensitive neuronal nicotinic receptor-operated slow Ca^<2+> signal by local-application or perfusion of Ch at the mouse neuromuscular junction" Neuroscience Research. in press. (1999)