アストログリアによるシナプス機能の調節

2001 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 大阪市立大学, 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: アストロサイト / サイトカイン / カルシウム / 成長因子 / NO / Cre-loxP / シュワン細胞

研究概要

培養条件下のアストロサイトについて、神経伝達物質刺激に伴うカルシウム応答、サイトカインと成長因子処理に伴う遺伝子発現およびサイトカイン処理等に伴うNitric Oxide(NO)産生の検討を行った。本研究では培養条件を厳密に調節し、アストロサイトの性質について検討した。その結果、アストロサイトをEGF、bFGFなどの成長因子で処理すると、グルタミン酸、ATPなど神経伝達物質に対して、再現性の高い振動性のカルシウム応答を示すようになった。この変化は炎症性サイトカインおよびlipopolysaccharide(LPS)の同時処理によって阻害された。Immediate Early Gene、egr-1遺伝子のアストロサイトにおける発現を検討したところ、上記の成長因子によって活性化される一方、炎症性サイトカインでは阻害された。LPSによるNO産生は培養アストロサイトの細胞密度に依存し、炎症性サイトカインによるNOの産生は培地条件に依存した。これらの結果から、アストロサイトの細胞内情報伝達経路は培養条件によって変化することが明らかになった。アストロサイトは脳内の環境を反映してカルシウム動態、NO産生などを変化させ、結果として脳機能、病態に影響を与えると考えられる。
アストロサイトやシュワン細胞特異的に遺伝子を発現させるためのアデノウイルスベクターの開発を行った。Cre-loxPの系を用い、Cre発現のプロモーターにGFAP(アストロサイト)、Oct6(シュワン細胞)のプロモーターを用いた。これにより、目的遺伝子をシュワン細胞やアストロサイトに特異的に発現させることに成功した。神経損傷後にシュワン細胞から放出される新たな神経栄養因子としてReg2ファミリーに属するPAP3を同定した。神経損傷により損傷シュワン細胞で著しく発現が誘導される。現在PAP3蛋白の合成と、その機能について検討している。

研究成果

• [文献書誌] Inoue, M., Hashimoto, Y., Kudo, Y., Miyakawa: "Dendritic attenuation of synaptic potentials in the CA1 region of rat hippocampal slices detected with a optical method"Europ. J. Neurosceince. 13(1). 1-12 (2001)
• [文献書誌] Enoki, R., Inoue, M., Hashimoto, Y., Kudo, Y., Miyakawa, H: "GABAergic control of synaptic summation in hippocampal CA1 pyramidal neurons"Hippocampus. 11(6). 683-689 (2001)
• [文献書誌] Uchino, S.Nakamura, T.Makamura, K., N-Iijima, S., Mishina, M.ohsaka, S., Kudo, Y.: "A real time, two dimensional visualization of ischemia-induced glutamate release from hippocampal slices"Europ. J. Neurosci.. 13(2). 670-678 (2001)
• [文献書誌] Iida N, Namikawa K, Kiyama H, Ueno H, Nakamura S, Hattori S: "Requirement of Ras for the activation of mitogen-activated protein (MAP) kinase by calcium influx, cAMP and neurotrophin in hippocampal neurons"J.Neurosci. 21(17). 6459-6466 (2001)
• [文献書誌] Shirotani K, Tsubuki S, Iwata N, Takaki Y, Harigaya W, Maruyama K, Kiryu-SeoS, Kiyama H, Iwata H, Tomita T, Iwatsubo T, Saido TC: "Neprilysin degrades both amyloid b peptides 1-40 and 1-42 most rapidly and efficiently among thiorphan-and phosphoramidon-sensitive endopeptidases"J. Biol Chem. 276. 21895-21901 (2001)
• [文献書誌] Abe K, Namikawa K, Honma M, Iwata T, Matsuoka I, Watabe K, Kiyama H: "Inhibition of Ras-Extracellular signal-regulated Kinase (ERK) mediated signaling promotes ciliary neurotrophic factor (CNTF) expression in schwann cells"J. Neurochem. 77(2). 700-703 (2001)