Nav2イオンチャンネルの生理機能

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13035050
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 渡邊 栄治 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (30250252)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野田 昌晴 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (60172798)
• Keywords: ナトリウム / 塩 / センサー / ノックアウトマウス / チャンネル / 脳室 / 神経 / 高血圧

Research Abstract

Na_xは、アミノ酸一次配列の相同性から電位依存性Na^+チャンネルの一種であると分類されてきた。しかしながら膜電位変化では開閉しないことから、チャンネル特性も生理機能も不明であった。我々は遺伝子欠損マウスを作製して解析したところ、1)Na_xは中枢神経系の水分・塩分バランスの調節に関与している脳弓下器官、終板脈管器官といった脳室周囲器官及び一部の神経核に特異的に発現していること、2)遺伝子欠損マウスは過剰な塩分摂取を示すこと、3)c-fosの発現を目安に、遺伝子欠損マウスの中枢神経系における神経細胞活動レベルを解析したところ、これら脳室周囲器官に過剰な活動が検出されることを見いだしていた。今回の研究プロジェクトでは、イオンイメージング法によってNa_xのチャンネル解析を行った。その結果、細胞外液のNa^+濃度を5〜15mM上昇させた場合に、Na_xによると思われる細胞内Na^+濃度増大がNa_xを発現している神経細胞に観察された。細胞内Na^+濃度増大は、浸透圧刺激では引き起こされることのないことから、細胞外ナトリウムに特異的な現象であった。また、遺伝子欠損マウスの細胞では、このような現象は観察されなかった。遺伝子欠損マウスの細胞にNa_x発現ベクターを導入するとナトリウム感受性の回復が観察された。これらの結果は、Na_xは細胞外ナトリウム濃度依存性という全く新しい特性を有するナトリウムチャンネルであり、中枢神経系において体液ナトリウム濃度を感知するナトリウムセンサー分子であることを示唆する。

Research Products

• [Publications] Hiyama T.Y.: "Nax channel involved in CNS sodium-level sensing"Nature Neuroscience. 5. 511-512 (2002)
• [Publications] Watanabe E.: "Nax sodium channel is expressed in non-myelinating Schwann cells and alveolar"Neuroscience Letters. 330. 109-113 (2002)
• [Publications] Zubair M.: "Genetic labeling of specific axonal pathways in the mouse central nervous system"European Journal of Neuroscience. 15. 807-814 (2002)
• [Publications] Watanabe U.: "A comparison of voluntary salt-intake behavior in Nax-gene deficient and wild-type mice with reference to perioheral taste inputs"Brain Research. (in press).
• [Publications] 渡辺英治: "ナトリウムチャンネルの構造と機能"神経研究の進歩. (in press).
• [Publications] 渡辺英治: "脳のナトリウムレベルセンサー"神経化学. (in press).