ボツリヌス神経毒素による神経伝達物質放出機構の解析

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神経情報受容・細胞内伝達系にはG蛋白質を含む制御系が存在することが明らかにされているが、神経伝達物質の放出系がどのような制御系に依っているかに関しては不明な点が多い。この研究は、ボツリヌス神経毒素の神経伝達物質放出阻害作用を利用して、神経終末前膜における伝達物質放出機構の分子的基盤を解明することである。この研究では、毒素結合性物質の分離精製を試み、当該物質の神経終末における局在を電子顕微鏡的に観察し、その生理的機能について以下のように検討した。1)ラット脳シナプトゾ-ムの1%コ-ル酸ナトリウム可溶性画分をToyopear1 HWー50sでゲル濾過し、巨大分子と低分子の2種類の画分を得た。前者は、分子量20万以上のタンパク質数種類とガングリオシドの複合体であり、毒素とともにマウスに注射すると、毒素活性を上昇させ、後者は分子量数万以下の糖タンパク質で、毒素活性を抑制した。2)毒素活性化画分に対する抗体で、ラット脳シナプトゾ-ムを免疫組織化学的に染色したところ、前膜が全体的に染まるが、中でもアクティブゾ-ン付近が強く染まっているように見えた。また、この抗体は、毒素と毒素結合性物質との反応を阻害したが、毒性を阻害する活性は示さなかった。したがって、毒素と結合する巨大分子複合体は、伝達物質を含むベシクルの移動やベシクルからの放出に直接関与しているのではないかと考えられた。3)毒素活性阻害画分は毒性を強く阻害するから、これに対する抗体を作製し、2)と同様の検討を行おうとしたが、抗体価が上がらず、どの動物にも共通の分子である可能性が示唆された。4)これらの結果から、毒素分子に結合する低分子群が、むしろ、神経伝達分子放出系において重要な機能を果たしていると考えられる。