新規アセチルコリン合成酵素の脳ニューロン局在と投射様式の解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12480225
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 木村 宏 滋賀医科大学, 分子神経科学研究センター, 教授 (40079736)
• 研究分担者: 相見 良成 滋賀医科大学, 分子神経科学研究センター, 助手 (20231756) ; 安原 治 滋賀医科大学, 分子神経科学研究センター, 助教授 (80239772) ; 遠山 育夫 滋賀医科大学, 分子神経科学研究センター, 教授 (20207533)
• キーワード: コリンアセチル基転移酵素 / アセチルコリン / コリン神経 / 隆起乳頭体核 / 免疫組織化学 / スプライシング / mRNA / 遺伝子発現

研究概要

コリンアセチル基転移酵素(アセチルコリンの合成酵素)は、コリン作動性神経の最も信頼できるマーカーと考えられてきたが、そのアイソザイムが存在するという報告はなかった。本研究者らは最近、コリンアセチル基転移酵素のスプライス・バリアント(pChATと命名)が存在することを発見した。このpChATは基質結合ドメインおよび酵素活性ドメインの両者を備えており、既知の酵素と同様にアセチルコリン産生能をもつアイソザイムである。したがって、pChATはコリン作動性神経の新しいマーカーであると云える。ラットの全身臓器を免疫組織化学法を用いて調査したところ、pChATは主として末梢コリン神経系に分布することを見出し、報告してきた。
その後さらに詳細にラット脳を調べたところ、視床下部の隆起乳頭体(大細胞性)核を構成する少なくとも半数のニューロンにpChAT免疫陽性反応が局在することに気付いた。本研究では「隆起乳頭体核-大脳皮質路」におけるコリン作動性神経の関与について検索し12年度には次の結果を得た。
(1)遺伝子解析
脳においてRT-PCR法を実施し、そのPCR産物について遺伝子配列を決定たところ、翼口蓋神経節で同定したものと同一配列のmRNAに加え、約100 bpほど長いスプライシング・バリアントの存在を見出した。現在、この配列により翻訳される蛋白を培養細胞に発現させ、その精製を行っているところである。
(2)組織化学的解析
翼口蓋神経節で同定したpChATに対する抗体を用いて、ラット隆起乳頭体核に焦点をあて、軸索投射追跡法とを組合せ検索したところ、大脳皮質へ広範な投射を行うことが検証できた。さらに、「隆起乳頭体核-大脳皮質路」に存在するとされる神経伝達関連物質について免疫二重染色法で調べたところ、ヒスタミン合成酵素およびアデノシンデアミネースと、種々の組合せで共存することが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Suzuki M: "C-type natriuretic peptide-like immunoreactivity in the rat inner ear."Hear.Res.. 139. 51-58 (2000)
• [文献書誌] Park M: "Ontogeny of (D-Ala^2)-deltorphin I-like immunoreactive neurones in foetal rat brain."J.Chem.Neuroanat.. 18. 11-22 (2000)
• [文献書誌] Kitamura Y: "Interleukin-4-inhibited mRNA expression in mixed rat glial and in isolated microglial cultures."J.Neuroimmunology. 106. 95-104 (2000)
• [文献書誌] Nakajima K: "Immunohistochemical demonstration of choline acetyltransferase of a peripheral type (pChAT) in the enteric nervous system of rats."J.Chem.Neuroanat.. 18. 31-40 (2000)
• [文献書誌] Tooyama I: "A protein encoded by an alternative splice variant of choline acetyltransferase mRNA is localized preferentially in peripheral nerve cells and fibers."J.Chem.Neuroanat.. 17. 217-226 (2000)
• [文献書誌] Nakagawa E: "Enhancement of progenitor cell division in the dentate gyrus triggered by initial limbic seizures in rat models of epilepsy."Epilepsia. 41. 10-18 (2000)
• [文献書誌] Kimura H: "Peripheral type choline acetyltransferase : molecular neuroanatomy."Ital.J.Anat.Embryol.. 104. S1 (1999)
• [文献書誌] Nakanishi Y: "Immunohistochemical localization of choline acetyltransferase of a peripheral type in the rat larynx."J.Chem.Neuroanat.. 17. 21-32 (1999)
• [文献書誌] Matsuoka Y: "Kainic acid-induced inducible cyclooxygenase and c-Jun phosphorylation in the rat hippocampal formation."Brain Research. 836. 213-217 (1999)
• [文献書誌] Kitano H: "Regulation of inner ear fluid in the rat by vasopressin."NeuroReport. 10. 1205-1207 (1999)
• [文献書誌] Matsukawa N: "Increased expression of hippocampal cholinergic neurostimulating peptide-related compounds and their messenger mas in the hippocampus of aged senescence-accelerated mice."Neuroscience. 88. 79-92 (1999)
• [文献書誌] Sasaki K: "Effect of acidic fibroblast growth factor fragment analog on learning and memory, and medial septum cholinergic neurons in senescence accelerated mice."Neuroscience. 92. 1287-1294 (1999)
• [文献書誌] Tooyama I: "Microglial reaction and neuronal death in the hippocampus of rat models of epilepsy."Neuropathol.. 19. 203-208 (1999)
• [文献書誌] Yuasa T: "Overproduction of gamma interferon in B/Jas inbred Rabbits with herpes simplex virus encephalitis."Microbiol.Immunol.. 43. 365-371 (1999)
• [文献書誌] Matsuoka Y: "Interferon-γ plus lipopolysaccharide induction of delayed neuronal apoptosis in rat hippocampus."Neurochem.Int.. 34. 91-99 (1999)
• [文献書誌] Kitano H: "Expression of inducible nitric oxide synthase in human thyroid papillary carcinoma."Thyroid. 9. 113-117 (1999)
• [文献書誌] Aisaka A: "Two modes of corticospinal reinnervation occur close to spinal targets following unilateral lesion of the motor cortex in neonatal hamsters."Neuroscience. 90. 53-67 (1999)
• [文献書誌] Kitamura Y: "Hydrogen peroxide-induced apoptosis mediated by p53 protein in glial cells."Glia. 25. 154-164 (1999)