ドーパミン受容体とカップルするADPリボース環状化酵素:パーキンソン病脳への応用

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15300124
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 東田 陽博 金沢大学, 医学系研究科, 教授 (30093066)
• 研究分担者: 横山 茂 金沢大学, 医学系研究科, 助教授 (00210633)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• キーワード: Ca / セカンドメッセンジャー / Caシグナリング / サイクリックADPリボース / ムスカリン受容体 / ドーパミン / パーキンソン病

研究概要

パーキンソン病は、脳黒質のドーパミン神経の変性脱落によるドーパミンの涸渇により生じると考えられている。ドーパミンの情報は、線状体GABA性神経細胞のドーパミン受容体へ伝えられる。D1シグナルとD2シグナルのバランスが崩れて、デスキネジアが生じると考えられている。ドーパミン受容体のシグナル伝達機構としては、D1によるアデニレートシクラーゼを活性化あるいはD2にはそれを抑制することが知られている。さらに最近D2受容体はCaシグナルと相互作用し、カムキナーゼを活性化し、CREBのリン酸化により遺伝子発現調節をしていることが最近証明された。ドーパミン受容体がCaシグナルとどのような機構でクロストークするかまったく不明であり、その解明が待たれている。
まず、ADPリボシールシクラーゼ活性の測定をドーパミン有り無しで測定した。ラット脳線状体から膜分画を調整し、膜分画を酵素タンパク源として、[^3H]NADを基質及びトレーサーとして用い、ADPリボシルシクラーゼ活性を測定する酵素反応液を37℃シエカーバス内で、ドーパミン受容体(D,D2)アゴニストとアンタゴニスト存在下でインキュベートした。ADPリボシールシクラーゼ活性を、薄層クロマトグラフィー(TLC)を用い、[^3H]cADPRを分離測定した。ドーパミンによる活性化は生後4日目までの新生仔脳の線状体で明らかであった。そこで、基礎活性値を生前から生後3ヶ月までの脳で測定した。基礎活性の上昇がCD38の発現量増加による事をRT-PCRとウェスタン法で確認した。生後4日目以後のドーパミンによる活性化の消失がCD38の発現と逆比例している事を見出した。
線条体にはCD38とは別の分子であるADPリボシルシクラーゼが存在している事、そして、その分子が受容体とカップルしている事が、初めて明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Acetylcholine stimulates cyclic ADP-ribose formation via Ml muscarinic receptors in rat superior cervical ganglion. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhang JS, Jin D, Higashida H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 335 ページ: 920-924
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Amplification of depolarization-induced and ryanodine-sensitive cytosolic Ca2+ elevation by synthetic carbocyclic analogs of cyclic ADP-ribose and their antagonistic effects in NG108-15 neuronal cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashii M, Shuto S, Fukuoka M, Kudoh T, Matsuda A, Higashida H.
  • 雑誌名: Neurochem. 94 ページ: 316-323
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis of stable and cell-type selective analogues of cyclic ADP-ribose, a Ca(2+)-mobilizing second messenger. Structure--activity relationship of the N1-ribose moiety. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kudoh T, Fukuoka M, Ichikawa S, Murayama T, Ogawa Y, Hashii M, Higashida H, Kunerth S, Weber K, Guse AH, Potter BV, Matsuda A, Shuto S.
  • 雑誌名: Am Chem Soc. 127 ページ: 8846-8855
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Induction of interleukin-6 in dorsal root ganglion neurons after gradual elongation of rat sciatic nerve. (2005)
  • 著者名/発表者名: Osamura N, Ikeda K, Ito T, Higashida H, Tomita K, Yokoyama S.
  • 雑誌名: Exp Neurol. 195 ページ: 61-70
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cyclin-dependent kinase 5 activators p35 and p39 facilitate formation of functional synapses. (2005)
  • 著者名/発表者名: Johansson JU, Lilja L, Chen XL, Higashida H, Meister B, Noda M, Zhong ZG, Yokoyama S, Berggren PO, Bark C.
  • 雑誌名: Brain Res Mol Brain Res. 138 ページ: 215-227
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Protein kinase C bound with A-kinase anchoring protein is involved in muscarinic receptor-activated modulation of M-type KCNQ potassium channels. (2005)
  • 著者名/発表者名: Higashida H, Hoshi N, Zhang JS, Yokoyama S, Hashii M, Jin D, Noda M, Robbins J.
  • 雑誌名: Neurosci Res. 51 ページ: 231-234
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Acetylcholine stimulates cyclic ADP-ribose formation via M1 muscarinic receptors in rat superior cervical ganglion. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhang JS, Jin D, Higashida H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 335 ページ: 920-924
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Amplification of depolarization-induced and ryanodine-sensitive cytosolic Ca2+ elevation by synthetic carbocyclic analogs of cyclic ADP-ribose and their antagonistic effects in NG108-15 neuronal cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashii M, Shuto S, Fukuoka M, Kudoh T, Matsuda A, Higashida H.
  • 雑誌名: J Neurochem. 94 ページ: 316-323
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis of stable and cell-type selective analogues of cyclic ADP-ribose, a Ca(2+)-mobilizing second messenger. Structure-activity relationship of the N1-ribose moiety. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kudoh T, Fukuoka M, Ichikawa S, Murayama T, Ogawa Y, Hashii M, Higashida H, Kunerth S, Weber K, Guse AH, Potter BV, Matsuda A, Shuto S.
  • 雑誌名: J Am Chem Soc. 127 ページ: 8846-8855
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [産業財産権] パーキンソン病の治療のための医薬 (2005)
  • 発明者名: 東田 陽博
  • 権利者名: 金沢大学TLO
  • 産業財産権番号: 特願2005-189518
  • 出願年月日: 2005-07-15
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より