アストログリアによるシナプス機能の調節

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10214203
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 工藤 佳久 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (20080179)
• 研究分担者: 木山 博資 旭川医科大学, 医学部, 教授 (00192021) ; 森田 光洋 東京薬科大学, 生命科学部, 助手 (50297602)
• キーワード: アストログリア / シナプス / グルタミン酸トランスポーター / カルシウム / t-ACPD / ディファレンシアルディスプレー法 / メタロペプチダーゼ / アンチオキシダント

研究概要

マウス海馬においてグリア型グルタミン酸トランスポーター(GLT1)の生後発達を電位感受性色素を用いた解析法により検討した。GLT1ノックアウトマウスにおけるGLT1活性をべ一スラインとして野生型の活性を見ることにより、このGLT1は生後2〜3週間で急速に発達することが明らかになった。
海馬スライス標本を蛍光Ca2_+色素、Calcium greenで染色すると、CA1細胞体層からややはずれた位置に分布する細胞(赤外線顕微鏡でグリア細胞と同定)が選択的に染色された。これらの細胞は、代謝活性化型グルタミン酸受容体刺激薬、t-ACPDを適用すると、大きなCa2_+濃度上昇を生じたり、Ca2_+濃度の激しいオシレーションを生ずることを見いだした。これらのグリア細胞は長期増強現象誘発刺激によりCa2_+濃度上昇応答した。このCa2_+応答とシナプス可塑性の関係を検討中である。
無血清培地で培養したラット海馬のタイプIアストロサイトは線維状の形態をとり、t-ACPDにより確実にオシレーションを生じた。この細胞とオシレーションを生じにくい細胞についてCa2_+濃度調節に関わることが予測される種々の機能タンパク質の発現状態をPCR法で比較検索した。その結果、INADと呼ばれる機能タンパクの発現に差があることを発見した。
正常および軸索に損傷を与えたラット舌下神経核についてディファレンシアルディスプレー法で解析し、膜結合型のメタロペプチダーゼ、DINE(Damage induced neuronal endopeptidase)を捉えることに成功した。この分子はニューロンに特異的に発現しており、末梢、中枢神経系のいずれにおいても損傷によって著しい増大を示した。また、DINEを発現させたCOS細胞ではC2セラミドによるアポトーシスが強く抑制された。これは、おそらくアンチオキシダント酵素群の活性化によるものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Hirasawa, T. , Nakamura, T. , Mizushima, A. , Morita, M. , Ezawa, I. , Miyakawa, H. & Kudo, Y.: "Adverse effects of an active fragment of parahyroid hormone on rat hippocampal organotypic cultures"Brit. J. Pharmacol.. 129. 21-28 (2000)
• [文献書誌] Kojima, S. , Nakamura, T. , Nidaira, T. , Nakamura, K. , OOashi, N. , Ito, E. , Watase, K. , Tanaka, K. , Wada, K. , Kudo, Y. & Miyakawa, H.: "Optical detection of synaptically induced glutamate transport in hippocampal slices"J. Neuroscience. 19(7). 2580-2588 (1999)
• [文献書誌] Tanabe, K. , nakagomi, S. , Kiryu-Seo, S., Namikawa, K. , Imai, Y. , Ochi, T. , Tohyama, M. , Kiyama: "Expressed-sequence-tag approach to identify differentially expressed genes following peripheral nerve axotomy"Mol. Brain Res.. 65. 34-40 (1999)
• [文献書誌] Kiryu-Seo, S. , Sakaki, M. , Yokohama, H. , Nakagomi, S. , Hirayama, T. , Aoki, S. , Wada, K. and Kiyama, H.: "Damage induced neuroral endopeptidase(DINE) as a unique metallopeptidase expressed in response to neuronal damage and active superoxide scavengers"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. (in press). (2000)
• [文献書誌] Namikawa, K. , Honma, M. , Abe, K. , Takeda, M. , Mansur, K. , Obata, T. , Miwa, A. , Okada, H. and Kiyama, H.: "Akt/PKB prevents injury-induced motor neuron death and accelates axonal regenaration"J. Neuroscience. (in press). (2000)
• [文献書誌] 工藤佳久: "グリア研究の歴史と現状"Clinical Neuroscience. 17(9). 970-974 (1999)