神経系一酸化窒素合成酵素の活性調節の分子機構とその中枢性自律神経制御における役割

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本研究は、ラットを用いて神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)の中枢神経系における活性調節の機構を解明するとともに、中枢性の自律神経調節におけるnNOSの生理的意義を明らかにすることを目的とする。そこで、nNOSと相互作用する蛋白質を検索することによりnNOSの活性調節および役割の解明を試みた。即ち、nNOSのPDZドメインをGST融合蛋白質として大腸菌に発現させ、これを用いてnNOSアフィニティーカラムを作製し、nNOSと結合するタンパク質を牛脳から精製した。その結果、nNOSと結合する58KDaの蛋白質を見いだし、この分子をマイクロシーケンシング法により解析したところα1-syntrophinと判明した。nNOSとα1-syntrophinが骨格筋において結合していることは、すでに報告されていたが、中枢神経系での両蛋白質の結合は不明であった。そこで、脳における両蛋白質の相互作用について検討した。まず、α1-syntrophinの抗体を作製し、免疫細胞染色を行ったところ、培養脳神経細胞でnNOSとα1-syntrophinが共存していることが認められた。免疫組織化学染色では、視床下部PVH、および視交叉上核(SCN)など、nNOSが発現しているニューロンにα1-syntrophinの顕著なシグナルが検出された。さらに、共焦点顕微鏡を用いた実験で、nNOSとα1-syntrophin両蛋白質が、PVHやSCNの細胞の一部で共存していることが観察された。以上の結果は、nNOSが視床下部の機能において重要であること、また視床下部においてnNOSがα1-syntrophinと結合していることを示唆する。