グルタミン酸受容体に対するガス麻酔薬の分子的作用機構の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13557130
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 山倉 智宏 新潟大学, 大学院・医歯学総合研究所, 助教授 (80272847)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 崎村 建司 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40162325)
• Keywords: ガス麻酔薬 / グルタミン酸受容体 / NMDA受容体 / AMPA受容体 / カイニン酸受容体 / アセチルコリン受容体 / ノックアウトマウス

Research Abstract

昨年の研究結果から、ニコチン性アセチルコリン受容体チャネルに対するガス麻酔薬の作用はチャネルを構成するβサブユニットの種類によって感受性が異なることが示された。すなわち、β2サブユニットから成るチャネルはβ4サブユニットから成るチャネルに比較してガス麻酔薬に対する感受性が高いことが明らかとなった。そこで、ガス麻酔薬に対する感受性の違いを決定する部位をβサブユニット上にアミノ酸レベルで同定するために、β2とβ4サブユニットのキメラサブユニットを作成した。チャネルサブユニットcDNAへの部位特異的変異導入は、遺伝子工学的手法により合成オリゴマーとPCR(Polymerase Chain Reaction)法により行った。作成したキメラサブユニットの機能解析はアフリカツメガエルの卵母細胞を用いて電気生理学的に行った。その結果、βサブユニットの1番目の推定膜貫通領域の中間から3番目の推定膜貫通領域の終わりまでの領域が、β2とβ4サブユニットにおける感受性の違いを決定する領域であることが示された。そこで、この領域でβ2とβ4サブユニット間で対応するアミノ酸が(ラットおよびヒトともに)異なる部位を選び、その部位の点置換変異体を作成し、解析した。その結果、2番目の膜貫通領域の中央近くに位置するバリン(β2)/フェニールアラニン(β4)がβ2とβ4サブユニットにおけるガス麻酔薬感受性の違いを決定することが示された。さらに、この部位はガス麻酔薬だけではなく、揮発性麻酔薬、ペントバルビタール、長鎖アルコールに対してもβ2とβ4サブユニットにおける感受性の違いを決定することが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Shimizu M, et al.: "Propofol enhances GABA-A receptor-mediated presynaptic inhibition in human spinal cord"Neuroreport. 13(3). 357-360 (2002)
• [Publications] Zhan RZ, et al.: "Ischemic preconditioning is capable of inducing mitochondrial tolerance in the rat brain"Anesthesiology. 97(4). 896-901 (2002)