Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

生化学 / トランスポーター / グルタミン酸 / ATP / シナプス小胞 / 塩素イオン / ケトン体 / 化学伝達

"【１】Cl-とケトン体結合部位の同定：VGLUTについて、次の2つを実施した。（１）３D構造上、Arg184の近傍に位置する10箇所のアミノ酸残基のアラニン置換体と、ループ領域内の10箇所のアラニン置換体を調製した。これまでに、グルタミン酸輸送におけるCl-とケトン体・グリオキシル酸による影響を半数のVGLUT変異体で測定した。（２）調製した高純度VGLUT2タンパク質とHPLCならびに質量分析計を用い、Cl-並びにケトン体・グリオキシル酸でブロックされるDIDSの結合部位を化学修飾法により決定することを試みている。本年度は昨年のこっていた残り１０種類の変異体の解析を終了した。さらに高純度VGLUT2を調整し、HPLCと質量分析機を用いてDIDS結合部位を複数決定した。その内の二種類がCl-ならびにアセト酢酸およびグリオキシル酸でブロックされた。
【２】アロステリック効果による構造変化とモノマー／オリゴマー変換の実証N末端領域に蛍光性タンパク質AmCyanあるいはEYFPを融合したβ-EYFP-VGLUT-αまたはβ-AmCyan-VGLUTαを調製し、モノ・オリゴマー変換をFRETにより測定した。ケトン体とCl-によりVGLUT2のテトラマーならびにモノマー変換がおこることを実証した。さらにVNUT (vesicular nucleotide transporter, VNUT)でも同様の蛍光性精製タンパク質を調製し、テトラマーならびにモノマー変換がおこらないことを見いだした。実際におこらないのか起こっているがdetection limit以内なのかという対照実験を遂行中である。
【３】細菌のVGLUTホモログの３.５オングストロームで結晶構造を解いた。さらにラットVGLUT2の結晶を調製できた。
【４】VNUTの特異的かつ可逆的かつ最強の阻害剤を開発した。輸送活性阻害と量子放出効果がパラレルであることを証明した。"

ＡＴＰ / グルタミン酸 / イメージング / アストロサイト / 神経科学 / 薬理学 / ATP

我々のATPイメージングが海馬などのスライスでも可能であるかどうか検討した結果、海馬スライスのみならず、大脳皮質でもATP放出を観察することができた。この放出は領域特異的であり、アストロサイトがATPを放出し神経回路を制御していることを示唆した。また、チャンネルや開口放出の阻害剤を用いた薬理学実験の結果、どの薬剤を用いても放出イベント数は減少しなかったことから、この放出は薬理学的に多様なものであること分かった。そこで複数の阻害剤を混合して添加したときのATP放出の変化を調べた結果、このATP放出は、開口放出でなくチャンネルからの放出が主要な放出機構であることが分かった。

薬理学 / グルタミン酸 / 情報伝達 / 神経変性疾患 / 興奮毒性 / 神経炎症 / ATP / ミクログリア / パロキセチン / 脊髄

神経炎症を惹起する細胞として、ミクログリアに焦点を当てた。In vitro条件下でミクログリアを活性化処理し、そこから放出される内因性因子を解析した。その結果、活性化ミクログリアよりグルタミン酸が放出され、神経毒性を示すことを明らかにし、この過程にATPが関与することも示した。このグルタミン酸の放出作用はグルタミン酸トランスポーター機能変動を介する作用であることを明らかにした。
また、疾病治療にリンクする知見として、抗うつ薬であるパロキセチンがミクログリアの活性化を抑制する知見を得た。これは、神経疾患に対する新たな治療アプローチを示すもので、今後の薬物治療戦略の確立に貢献できる研究成果である。

【研究分担者】
宮地弘幸	岡山大学	医歯薬学総合研究科	教授	(Kakenデータベース)
井上剛	岡山大学	医歯薬学総合研究科	准教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
古家喜四夫	名古屋大学	工学(系)研究科(研究院)	研究員	(Kakenデータベース)
並木繁行	東京大学	医学(系)研究科(研究院)	助教	(Kakenデータベース)

【研究連携者】
田中謙二	生理学研究所	分子生理研究系	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
郭伸	東京大学	医学部付属病院	准教授	(Kakenデータベース)
佐藤薫	国立医薬品食品研究所	薬理部	第一室長	(Kakenデータベース)