「小胞モノアミントランスポーター」の版間の差分

　小胞モノアミントランスポーターは、４種類ある[[小胞]][[神経伝達物質]]輸送体タンパク質（トランスポーター）のうちの１つであり、[[モノアミン]]神経終末にある[[シナプス]]小胞や、[[副腎]]の[[クロム親和性細胞]]の[[有芯小胞]]に存在する。合成されたモノアミンを、[[開口放出]]に備えて小胞内に輸送、貯蔵する。VMATは依存性薬物（[[精神刺激薬]]）の分子標的であり、[[薬物依存]]のメカニズムの中でも特に[[神経細胞]]毒性を研究する上で注目される。

 

　[[wikipedia:JA:|哺乳類]]では、''Slc18a1''遺伝子にコードされるVMAT1と、''Slc18a2''遺伝子にコードされるVMAT2の、２種類のサブタイプが存在する。これらVMAT1とVMAT2は、[[小胞アセチルコリントランスポーター]]（VAChT）とともにSLC（solute carrier）トランスポータースーパーファミリーの１つ、SLC18ファミリーを形成している<ref><pubmed>16762425</pubmed></ref>。  

[[Image:VMAT二次構造その2.jpg|thumb|250px|'''図１．VMATの二次構造'''<br>文献<ref><pubmed>12827358</pubmed></ref>から改変]]  

　上述したように、VMAT1とVMAT2は別々の遺伝子によりコードされているが、両者の配列相同性および構造は極めて類似している。[[細胞膜]][[モノアミントランスポーター]]と同じく、１２個の膜貫通ドメイン（TMD1~12）をもつ[[wikipedia:ja:膜タンパク質|膜タンパク質]]で、アミノ末端（N末端）とカルボキシ末端（C末端）は細胞質側に位置する（図１参照）。１番目と２番目の膜貫通ドメイン（TMD1~2）の間には、小胞内に面するループ構造をもつ。膜貫通領域の予測法であるハイドロパシーモデルでは、このループ構造に数個の[[wikipedia:ja:グリコシル化|グリコシル化]]部位が存在すると予測されている<ref><pubmed>20135628</pubmed></ref>。  

[[Image:モノアミン貯蔵の仕組み.jpg|thumb|250px|'''図２．VMATによる小胞内へのモノアミン取り込み機構'''<br>文献<ref name=ref1 />から改変]]

　VMATは、小胞内外のH^＋の[[電気化学的勾配]]を駆動力としてモノアミンを小胞内に輸送し、開口放出に備えて貯蔵している。小胞内へのモノアミン貯蔵は、[[神経活動]]に依存した開口放出に備えるだけでなく、モノアミンの合成と分解を調節する上でも必要である。VMAT1とVMAT2の場合、１分子のモノアミンを取り込むために、２分子のH^＋が必要となる。H^＋は[[wikipedia:V-ATPase|V型ATPアーゼ]]の[[wikipedia:ja:ATP|ATP]]加水分解によって産生され、小胞内に移動される。これにより膜内外でpHの勾配が生じるため、VMATはH^＋とモノアミンを[[対向輸送]]することで小胞内にモノアミンを取り込んでいる（図２参照）<ref name=ref1><pubmed>19259829</pubmed></ref>。また、[[wikipedia:ClC3|ClC3]]や[[wikipedia:ClC7|ClC7]]などのCl^－チャネルを通ってCl^－イオンが小胞内に出入りすることで、膜内外における電荷のバランスが維持される。これにより小胞膜上のV型ATPアーゼとVMATは個別に働くことができ、効率のよいモノアミンの貯蔵が可能となる。V型ATPアーゼ、あるいはCl^－チャネルが阻害されると、小胞内のpHが酸性に維持されず、モノアミンを小胞内に貯蔵できなくなる<ref><pubmed>12122145</pubmed></ref><ref><pubmed>11864736</pubmed></ref>。   

[[Image:依存性薬物とVMAT.jpg|thumb|250px|'''図３．モノアミントランスポーターに対する精神刺激薬の作用'''<br>文献<ref name=ref2 />から改変]]

　ドーパミン神経終末において、アンフェタミンやメタンフェタミンは、VMAT2によるシナプス小胞内への取り込みを阻害するだけでなく、貯蔵されているドーパミンを細胞質へ放出させることにより、小胞内のドーパミン量を減少させるとともに、細胞質のドーパミン量を増加させる。また、これらの薬剤を投与すると、細胞質に局在するVMAT2を含むシナプス小胞が細胞質外に移動し、細胞質でのドーパミン取り込みが減少する<ref name=ref3><pubmed>14612158</pubmed></ref>。メタンフェタミンを投与した[[wikipedia:ja:ラット|ラット]]脳画分を用いた実験では、粗シナプトソーム画分、及び細胞質画分でVMAT2のタンパク質量が減少することが示されている<ref name=ref4><pubmed>16594636</pubmed></ref>。一方で、コカインやメチルフェニデートも、VMAT2を含むシナプス小胞の細胞内局在を変化させる。これらの薬剤を投与すると、シナプス膜近傍に局在するシナプス小胞が細胞質へと移動し、細胞質でのド－パミン取り込みを増加させるので、細胞質のドーパミン量は減少する<ref name=ref3 />。コカインを投与したラット脳画分を用いた実験では、VMAT2のタンパク質量が[[シナプス]]膜画分では減少し、細胞質画分では上昇することが示されている<ref name=ref4 />。コカインやメタンフェタミン投与による、VMAT2を含むシナプス小胞の局在変化については、ドーパミン受容体の１つ、ドーパミン[[D2受容体|D₂受容体]]の関与が指摘されている。