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脳虚血中に濃度上昇する細胞外グルタミン酸は虚血性ニューロン死発生に重要な役割を担っている。通常、細胞外のグルタミン酸濃度はグルタミン酸トランスポーターによって調節されており、それゆえ、虚血中の細胞外グルタミン酸濃度上昇過程にはこのトランスポーターの機能不全が関与していると考えられる。本研究では、グリア型グルタミン酸トランスポーター(GLT-1)およびニューロン型グルタミン酸トランスポーター(EAAC1)のノックアウトマウスをそれぞれ用いて、虚血性グルタミン酸濃度上昇機構におけるGLT-1およびEAAC1の役割を明らかにした。GLT-1ノックアウトマウス、EAAC1ノックアウトマウスおよび野生型マウスそれぞれの海馬CA1野にマイクロダイアリシスプローブを挿入し、虚血中の海馬CA1の細胞外グルタミン酸を透析し、測定した。その結果、脳虚血開始後5分間は、GLT-1ノックアウトマウスの虚血性細胞外グルタミン酸レベルは野生型マウスのそれと比べて有意に高値であったのに対し、EAAC1ノックアウトマウスの虚血性細胞外グルタミン酸レベルは野生型マウスのそれと比べてより低値になった。虚血開始10分以後では、GLT-1ノックアウトマウスの虚血性細胞外グルタミン酸レベルは野生型マウスのそれと比べて有意に低値になった。EAAC1ノックアウトマウスの虚血性細胞外グルタミン酸レベルは野生型マウスのそれと比べてより低値になった。これらの結果から、虚血初期(5分間)では、GLT-1は正常に機能し細胞外グルタミン酸を細胞内へ取り込み、ニューロンに対して保護的に作用しているのに対し、EAAC1は既にグルタミン酸の逆輸送を行い細胞外へグルタミン酸を放出していること、そして、虚血開始10分以後では、GLT-1もグルタミン酸の逆輸送を行い、ニューロン死発生を増悪させている可能性が示唆された。
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