G蛋白による単離中枢神経細胞の薬物受容体及びイオンチャネル機能制御の分子機構

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本年度は前年度の代謝型グルタミン酸受容器並びにP2プリン受容器応答に続いて、ヒスタミン、サブスタンスP(SP)およびアセチルコリン(ACh)応答についてニスタチン法により詳しく解析した。ラット線条体においてH1とH2受容器がともに同一の性質を持つK^+チャネルを抑制し、その割合はほぼ1対1であること、ヒスタミン応答がインターニューロンに限局し、リレーニューロンでは応答しはないことが判明した。ラット内耳外有毛細胞においてはSPが百日咳毒素非感受性G蛋白を介して非選択的にカチオンチャネルを開口とする。また、同部位で抗IP_3抗体等を用いた実験からACh応答に百日咳毒素感受性G蛋白を介したIP_3系とコレラ毒素感受性G蛋白を介したAキナーゼ系が共に働いており、前者は応答のトリガーに後者はその持続に重要である事が判明した。さらに、近年細胞内のCl^-濃度変化がある種のG蛋白の機能に影響することが報告されているが、ニスタチン法ではニスタチンの形成するポア(穿孔)をCl^-が通過するために細胞内Cl^-濃度が生理的濃度よりもはるかに高くなる。この為ニスタチン法を使用する時、Cl^-濃度によって影響される2次メッセンジャーを介する受容器応答を生理的条件に近い状態で記録出来ない場合が有り得る。そこで、G蛋白機能ならびに2次メッセンジャー系の生理機能を解明する上でCl^-を通過させない穿孔パッチ法の開発が必要と考え、グラミシジンを用いたCl^-非透過性の穿孔パッチ技術(グラミシジン法)を確立した。この新技術の有用性と意義を示すために、本年度はCl^-チャネルとカップルするグリシンとGABAの応答を詳細に検討し、従来法と比較した。結果的に、これらのCl^-チャネル機能は細胞内Cl^-濃度に依存せず、従来の知見がそのまま利用できる事が判明した。G蛋白を介した制御系がどれほど細胞内Cl^-濃度に依存するか否かは今後の研究課題である。