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「小胞グルタミン酸トランスポーター」の版間の差分
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<font size="+1">[http://researchmap.jp/read0148418 高森 茂雄]</font><br> | <font size="+1">[http://researchmap.jp/read0148418 高森 茂雄]</font><br> | ||
''同志社大学 脳科学研究科''<br> | ''同志社大学 脳科学研究科''<br> | ||
DOI：<selfdoi /> | DOI：<selfdoi /> 原稿受付日：2016年1月28日 原稿完成日：2016年2月7日<br> | ||
担当編集委員：[http://researchmap.jp/haruokasai 河西 春郎]（東京大学 大学院医学系研究科）<br> | 担当編集委員：[http://researchmap.jp/haruokasai 河西 春郎]（東京大学 大学院医学系研究科）<br> | ||
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{{box|text= | {{box|text= | ||
哺乳類中枢神経系における興奮性シナプス伝達の多くはグルタミン酸（glutamate, glutamic acid）を介して行なわれる。実に、哺乳類脳内の約8割のニューロンがグルタミン酸を放出する。グルタミン酸は、体内の全ての細胞内に比較的高濃度で存在しているため、ニューロンがグルタミン酸を放出するためには、分泌小胞であるシナプス小胞内腔にグルタミン酸が濃縮される必要がある。グルタミン酸をシナプス小胞に輸送するトランスポーターが小胞型グルタミン酸トランスポーター（VGLUT; vesicular glutamate transporter）であり、これまで哺乳類では3つのアイソフォームが同定されている。VGLUTは、液胞型プロトンATPaseによって形成されるプロトン電気化学勾配を駆動力として、グルタミン酸を小胞内に濃縮する。Na<sup>+</sup>勾配を駆動力としてグルタミン酸を輸送する形質膜型のグルタミン酸トランスポーターとはアミノ酸配列の相同性がない。近年、各VGLUTアイソフォームのノックアウトマウスの解析から、VGLUTがグルタミン酸放出に必須の因子であることや、各々のVGLUTを使ったグルタミン酸神経回路の生理的な重要性が明らかになってきた。 | 哺乳類中枢神経系における興奮性シナプス伝達の多くはグルタミン酸（glutamate, glutamic acid）を介して行なわれる。実に、哺乳類脳内の約8割のニューロンがグルタミン酸を放出する。グルタミン酸は、体内の全ての細胞内に比較的高濃度で存在しているため、ニューロンがグルタミン酸を放出するためには、分泌小胞であるシナプス小胞内腔にグルタミン酸が濃縮される必要がある。グルタミン酸をシナプス小胞に輸送するトランスポーターが小胞型グルタミン酸トランスポーター（VGLUT; vesicular glutamate transporter）であり、これまで哺乳類では3つのアイソフォームが同定されている。VGLUTは、液胞型プロトンATPaseによって形成されるプロトン電気化学勾配を駆動力として、グルタミン酸を小胞内に濃縮する。Na<sup>+</sup>勾配を駆動力としてグルタミン酸を輸送する形質膜型のグルタミン酸トランスポーターとはアミノ酸配列の相同性がない。近年、各VGLUTアイソフォームのノックアウトマウスの解析から、VGLUTがグルタミン酸放出に必須の因子であることや、各々のVGLUTを使ったグルタミン酸神経回路の生理的な重要性が明らかになってきた。 | ||
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| Name = Solute carrier family 17 (vesicular glutamate transporter), member 8 | |||
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==発現分布== | ==発現分布== | ||
[[image:小胞グルタミン酸トランスポーター1.png|thumb|350px|'''図1．3つのVGLUTアイソフォームの脳内分布の概要'''<br> | [[image:小胞グルタミン酸トランスポーター1.png|thumb|350px|'''図1．3つのVGLUTアイソフォームの脳内分布の概要'''<br>哺乳類脳内には3つのVGLUTアイソフォームが発現している。mRNAの発現パターンを見ると、VGLUT1とVGLUT2は相補的に発現しているのに対して、VGLUT3の発現はごく一部の細胞に限局している。参考文献<ref name=ref11><pubmed>15102489</pubmed></ref>より改訂。]] | ||
通常グルタミン酸を放出しないニューロンにVGLUTを発現させるとグルタミン酸放出が喚起されることから、今日ではグルタミン酸作動性ニューロンの神経終末マーカーとして、抗VGLUT抗体が広く使用されている。 | 通常グルタミン酸を放出しないニューロンにVGLUTを発現させるとグルタミン酸放出が喚起されることから、今日ではグルタミン酸作動性ニューロンの神経終末マーカーとして、抗VGLUT抗体が広く使用されている。 | ||
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一方、輸送の駆動力である膜電位勾配とpH勾配は、小胞膜上にある[[塩化物イオンチャネル]]の活性によって調節されるが、その分子実態は諸説ある。電位依存性Cl<sup>–</sup>チャネルファミリーの[[ClC-3]]とする説<ref name=ref29><pubmed> 11182090</pubmed></ref>と、VGLUT自体がチャネル活性を持つとする説である<ref name=ref1 /> <ref name=ref30><pubmed>19169251</pubmed></ref>。また、塩化物イオンがVGLUTに直接結合し、グルタミン酸輸送活性を調整するという仮説も提唱されており<ref name=ref31><pubmed>8226829</pubmed></ref> <ref name=ref32><pubmed>20920794</pubmed></ref>、Cl<sup>–</sup>はプロトン電気化学勾配とVGLUTの両方を修飾している可能性が示唆されている。 | 一方、輸送の駆動力である膜電位勾配とpH勾配は、小胞膜上にある[[塩化物イオンチャネル]]の活性によって調節されるが、その分子実態は諸説ある。電位依存性Cl<sup>–</sup>チャネルファミリーの[[ClC-3]]とする説<ref name=ref29><pubmed> 11182090</pubmed></ref>と、VGLUT自体がチャネル活性を持つとする説である<ref name=ref1 /> <ref name=ref30><pubmed>19169251</pubmed></ref>。また、塩化物イオンがVGLUTに直接結合し、グルタミン酸輸送活性を調整するという仮説も提唱されており<ref name=ref31><pubmed>8226829</pubmed></ref> <ref name=ref32><pubmed>20920794</pubmed></ref>、Cl<sup>–</sup>はプロトン電気化学勾配とVGLUTの両方を修飾している可能性が示唆されている。 | ||
脳から精製したシナプス小胞のグルタミン酸再充填の時定数は数分程度であるが、[[ヘルド杯状シナプス]]においては、室温で測定した場合、再充填の時定数15秒程度であることが報告されている<ref name=ref33><pubmed>23141063</pubmed></ref>。また、輸送速度は、細胞質のCl<sup>–</sup>濃度によって修飾されること、生後発達過程で徐々に速くなること等が示された。 | |||
===遺伝子改変マウスと生理機能=== | ===遺伝子改変マウスと生理機能=== | ||