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2007 年度 実績報告書

体液塩濃度恒常性制御の脳内機構

研究課題

研究課題/領域番号 17024056
研究機関基礎生物学研究所

研究代表者

野田 昌晴  基礎生物学研究所, 統合神経生物学研究部門, 教授 (60172798)

研究分担者 檜山 武史  基礎生物学研究所, 統合神経生物学研究部門, 助教 (90360338)
渡辺 英治  基礎生物学研究所, 神経生理学研究部門, 准教授 (30250252)
キーワード細胞・組織 / 神経科学 / 脳・神経 / 生理学 / 体液恒常性
研究概要

動物は脳において体液中のNaレベルと浸透圧を常にモニターしており、その情報に基づいて、塩分、水分の経口摂取と腎臓における排泄・再吸収の制御を行っている。我々はこれまでに体液中のNa濃度の上昇を検知するセンサーがNa_xチャンネルであり、その場所が脳室周囲器官であることを明らかにしてきた。脳弓下器官において、Na_xは、GABAニューロンを取り巻くグリア細胞に発現していた。本年度は、グリア細胞が検知したNa濃度上昇の情報をニューロンに伝達する仕組み、すなわち、グリア細胞が神経細胞の活動を制御する仕組みについて詳細な解析を行った。
グリア細胞における:Na_xはNa^+/K^+-ATPaseと物理的、機能的にカップルしており、細胞外液のNaレベルが上昇するとNa_xが開口し、流入したNa^+イオンを汲み出すために多量にATPが消費される。このATPを補うためにグリア細胞の嫌気的糖代謝活性が上昇し、その結果乳酸が産生され、細胞外へ放出される。脳弓下器官のGABAニューロンは通常状態で4H_zで自家発火しているが、乳酸によってこのGABAニューロンが活性化することが判明した。GABAニューロンは乳酸を取り込んだ後、それを代謝することによってATP産生を活性化し、上昇した細胞内ATPがK_ATPチャンネルに作用し閉口させる。これが脱分極を誘導するため、発火頻度の上昇につながっていると考えられる。
これに加えて、脳弓下器官からの投射ニューロンの投射先の解析、浸透圧センサー分子の解析、また高Na血症患者のNa_x異常の可能性について検討した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] グリアによる乳酸を介したニューロン発火活動の制御2008

    • 著者名/発表者名
      檜山武史・野田昌晴
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience 26

      ページ: 6-7

  • [雑誌論文] Hydromineral neuroendocrinology: mechanism of sensing sodium levels in the mammalian brain.2007

    • 著者名/発表者名
      Noda, M.
    • 雑誌名

      Exp. Physiol. 92

      ページ: 513-522

  • [雑誌論文] Glial Na_x channels control lactate signaling to neurons for brain [Na^+]2007

    • 著者名/発表者名
      Shimizu, et. al.
    • 雑誌名

      Neuron 54

      ページ: 59-72

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tyrosine phosphorylation of ErbB4 is enhanced by PSD95 and Repressed by protein tyrosine phosphatase receptor type Z2007

    • 著者名/発表者名
      Fujikawa, et. al.
    • 雑誌名

      J. Biochem. 142

      ページ: 343-350

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳における体液Naレベル感知機構: グリア細胞が神経活動を制御するしくみの解明2007

    • 著者名/発表者名
      檜山武史・野田昌晴
    • 雑誌名

      実験医学 25

      ページ: 2538-2541

  • [雑誌論文] 体液Naレベルの脳内感知機構: グリアが乳酸シグナルによってニューロン活動を制御する2007

    • 著者名/発表者名
      檜山武史・野田昌晴
    • 雑誌名

      細胞工学 26

      ページ: 1164-1169

  • [学会発表] Protein tyrosine phosphatase receptor type O negatively regulates Eph receptors.2007

    • 著者名/発表者名
      Noda, M.
    • 学会等名
      BMB2007(第30回日本分子生物学会年会/第80回日本化学会年会合同大会)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20071211-15
  • [学会発表] Glial Na_x channels control lactate signaling to neurons for brain [Na^+] sensing.2007

    • 著者名/発表者名
      Hiyama, et. al.
    • 学会等名
      第37回北米神経科学会
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      20071103-07
  • [学会発表] Glial Na_x channels control lactate signaling to neurons for brain [Na^+] sensing.2007

    • 著者名/発表者名
      Hidetada, et. al.
    • 学会等名
      第30回日本神経科学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20070910-12
  • [学会発表] Characterzation of neurons in the mouse subfornical organ by retrograde labeling.2007

    • 著者名/発表者名
      Nagakura, et. al.
    • 学会等名
      第30回日本神経科学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20070910-12
  • [学会発表] Eph receptors are negatively regulated by protein tyrosine phosphatase receptor type O.2007

    • 著者名/発表者名
      Shintani, et. al.
    • 学会等名
      Europhosphatase
    • 発表場所
      Aveiro
    • 年月日
      20070724-28
  • [学会発表] 脳が制御する塩分摂取2007

    • 著者名/発表者名
      野田昌晴
    • 学会等名
      第4回自然科学研究機構シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-09-23

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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