水分摂取行動制御のための浸透圧感知の脳内機構

渗透压传感控制饮水行为的脑机制

基本信息

批准号：
21K06446
负责人：
作田拓
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06446/
关键词：
体液恒常性飲水行動制御浸透圧センサー Nax SLC9A4

项目摘要

脳のうち血液脳関門を欠いた感覚性脳室周囲器官（sCVOs）は、体液のNa+濃度や浸透圧のセンサーをはじめ、体液成分のモニタリングに関わる分子が特異的に発現し、生命維持に不可欠である体液恒常性維持の根幹を担っていると考えられている。最近、研究代表者らはsCVOsのうちの終板脈管器官(OVLT)のNaチャネル分子NaxとNa＋/H＋交換輸送体ファミリー分子SLC9A4が、水分摂取行動制御を担うNa+濃度センサーであることを明らかにした。しかしながら浸透圧センサーの分子の実体は、依然として不明のままである。本研究は、研究代表者らの同定したOVLT特異的に発現する分子群の中から、未知の浸透圧センサー分子の実体を明らかにすることを目的としており、これまでの成果と合わせて浸透圧（Na+濃度を含む）上昇時の水分摂取行動制御の脳内機構の全容解明を目指す。神経細胞やグリア細胞が活性化する際には、細胞内Na+イオンやCa2+イオンの増加を伴う。そこで神経芽細胞腫細胞株Neuro 2aや神経膠腫細胞株C6に脳内浸透圧センサーの候補分子を発現させ、浸透圧の上昇に応答して細胞内Ca2+イオン濃度が増加するかをCa2+イメージングによって検討してきた。現在まで浸透圧変化によって活性が変化すると報告があるGタンパク質共役受容体群を含む多数の分子について実験を行ったが、一部有力な候補分子を同定できたものの、脳内浸透圧センサー分子の実体を明らかにするには至っていない。

缺乏大脑中血脑屏障的感觉室性器官（SCVO）在Na+浓度和体液的渗透压以及监测体液成分涉及的分子的传感器中特异性表达，被认为是维持体液稳态的基础，这是维持生命的必不可少的。最近，研究人员透露，SCVOS中终板血管器官（OVLT）的NAX和Na+/H+交换转运蛋白分子是负责控制水摄入行为的Na+浓度传感器。但是，渗透压传感器的分子实体仍然未知。这项研究旨在阐明从主要研究者确定的OVLT中特有表达的分子组中未知的渗透压传感器分子的实质，并且与先前的结果结合，我们旨在阐明在渗漏压力（包括Na+浓度）时，脑部机制的全部程度（包括NA+浓度）会增加。当激活神经元和神经胶质细胞时，它们会伴随着细胞内Na+和Ca2+离子的增加。因此，在神经母细胞瘤细胞系神经2a和神经胶质瘤细胞系C6中表达了用于脑渗透压传感器的候选分子，并且已经研究了CA2+成像，以确定细胞内Ca2+离子浓度是否会随着渗透压的增加而增加。迄今为止，我们已经对包括G蛋白偶联受体组在内的大量分子进行了实验，据报道，由于渗透变化，它们会改变其活性，但是尽管我们已经能够识别一些潜在的候选分子，但我们尚未能够阐明脑部渗透传感器分子的物质。