サブタイプ特異性の高い新規グルタメイトレセプター内在性リガンドの探索研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13672277
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 中村 洋一 大阪府立大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (90180413)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米田 幸雄 金沢大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (50094454)
• Keywords: D-アスパラギン酸 / L-セリン / グルタミン酸輸送体 / セリン輸送体 / オートラジオグラフィ / アミノ酸取り込み活性 / 小脳 / 神経活性アミノ酸

Research Abstract

本研究遂行の主たる成果として,中枢アミノ酸シグナリング機構について以下の2つの新しい発見があった。
「光学異性体を区別するグルタミン酸輸送体(GluTs)の小脳特異的発現」:中枢神経系の重要な興奮性伝達物質であるグルタミン酸の輸送体機能研究には,基質としてD-アスパラギン酸(AsP)が古くから使用されている理由は,D-Aspが代謝的に安定であるとともに,既知のGluTs(GLAST, GLT-1,EAAC1,EAAT4,EAAT5)がL-とD-Aspを区別しないからである。脳内各部位におけるGluTsの多様性を追究する目的で,オートラジオグラフィー法を用いて検討したところ,小脳にはL-AspとD-Aspを識別するという新しい性質を有するGluTが発現していることを強く示唆する結果が得られた。一方,抗GLAST抗体を一次抗体とするWestern blot法では,小脳標品において他の脳内部位標品よりも大きな分子量の位置に抗体陽性蛋白質が検出され,この小脳特異的なGLAST類似の新しいタイプのGluTがL-とD-Aspを識別している可能性がある。
「中枢に存在する新しいL-Ser輸送体」:L-Serには抑制性シナプス後電位誘発作用が報告されているが,L-Serの神経活性アミノ酸としての作用出現機構については,ほとんど解明されていない。高親和性取り込み活性について,L-Ser取り込み活性の約半分はNa依存性がないこと,2つ以上の親和力の異なる取り込み系が存在すること,また各種アミノ酸による阻害実験からこれまで知られている各種アミノ酸輸送体とは薬理学的特性が異なっていること等が明らかとなった。
これらおよびその他の本研究結果から,従来から知られている神経伝達アミノ酸以外にD-AspおよびL-Serが神経伝達機能を果たしている可能性が高いことが示唆される。

Research Products

• [Publications] A Takamoto, L B.Quiggin, ILieb, E Shave, V J.Balcar Y Yoneda: "Differences between D-and L-aspartate binding to the Na^+-dependent binding sites on glutamate transporters in frozen sections of rat brain"Life Sci.. 70. 991-1001 (2002)
• [Publications] T.Hirai, N.Kuramoto, H.Maruyama, V.J.Balcar, Y.Nakamura, Y.Yoneda: "Potentiation of nuclear activator protein-1 DNA binding following brief exposure to N-methyl-D-aspartate in immature cultured rat hippocampal neurons.., 523-532"J.Neurosci.Res. 67. 523-532 (2002)
• [Publications] E.Hinoi, S.Fujimori, Y Nakamura, V.J.Balcar, K.Kubo, K.Ogita, Y.Yoneda: "Constitutive expression of heterologous N-methyl-D-aspartate receptor subunits in rat adrenal medulla"J.Neurosci.Res. 68. 36-45 (2002)
• [Publications] E.Hinoi, S.Fujimori, A.Takemori, H.Kurabayashi, Y.Nakamura, Y.Yoneda: "Demonstration of expression of mRNA for particular AMPA and kainate receptor subunits in immature and mature cultured rat calvarial osteoblasts.."Brain Res. 943. 112-116 (2002)
• [Publications] N.Nakamichi, H.Ohno, Y.Nakamura, T.Hirai, N.Kuramoto, Y.Yoneda: "Blockade by ferrous iron of Ca^<2+> influx through N-methyl-D-aspartate receptor channels in immature cultured rat cortical neurons..."J.Neurochem.. 83. 1-11 (2002)
• [Publications] Y.Nakamura, M.Ohmaki, K.Murakami, Y.Yoneda: "(2003) Involvement of protein kinase C in glutamate release from cultured microglia..,"Brain Res. 962. 122-128 (2003)