NaポンプとCl輸送体(KCC2)の機能共役と、その破綻による脳の機能成熟不全

Na泵和Cl转运蛋白（KCC2）的功能耦合及其故障导致的脑功能障碍

基本信息

批准号：
16015297
负责人：
池田啓子
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Jichi Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ほ乳類のすべての細胞に存在するNa,K-ATPaseは、ATPの加水分解エネルギーを利用し、細胞膜内外のNaイオンとKイオンの濃度勾配を形成するポンプである。αとβの2つのサブユニットから構成され各々複数のアイソフォームが存在する。α1アイソフォームはすべての細胞に存在するのに対し、α2アイソフォームは神経、筋肉等の興奮性組織に存在する。後者の発生過程や生体内における特異的な機能は最近まで不明であったため、申請者はα2遺伝子ノックアウトマウスを作成し、生化学的、電気生理学的に解析を試みた。ホモマウスの外見は正常で野生型と同様に生まれてくるが、生直後から呼吸活動が開始せず10数分後に死亡する。摘出脳幹脊髄標本で呼吸活動を観察したところ、自発的な呼吸活動が欠如していた。電気刺激による応答は存在するため呼吸リズム活動を形成する素子としての神経細胞やネットワークは保持されていることがわかった。膜電位色素を用いて神経活動を観察したところ、野生型では抑制性の活動がでる領域で、ホモマウスでは興奮性神経活動に変換していた。さらに呼吸中枢が存在する部位のスライス標本にてグラミシジンパッチ法を行いGABAの逆転電位を測定し、細胞内クロライドイオン濃度を計算した。ホモマウスでは野生型に比し優位に上昇していた。その分子基盤として、神経細胞内クロライドイオンの排出に関わるK-Cl共輸送体(KCC2)とα2サブユニットが膜近傍で共局在することが明らかになった。また、GABAの再取込に関与するGABA輸送体との共役も明らかになった。以上の結果よりα2サブユニットは、種々の輸送体とカップルすることにより輸送体の機能を制御し、結果として周産期の呼吸中枢神経系の機能成熟に必須であること、この機能は同時に存在するα1サブユニットでは代償されないことが明らかにできた。

Na，K-ATPase存在于所有牛奶细胞中，是一种使用ATP水解能的泵，形成了细胞膜内外的Na离子和K离子的浓度梯度。它由两个亚单位组成，分别是α和β，每个亚成型都有多种同工型。虽然所有细胞中都存在α1同工型，但α2同工型在神经和肌肉和其他兴奋中发现。直到最近，直到最近，后者的加工过程和活体中的特定功能才未知，直到最近，申请人创建了α2基因敲除小鼠，并试图在生化和电生理学中分析它。 HOMO MAUSS看起来正常，出生于野生型的方式，但是在呼吸活动后10分钟后就死后死亡。观察大脑脊髓的呼吸活性，缺乏自发的呼吸活性。由于存在电刺激的反应，因此已经发现，神经细胞和网络是形成呼吸节律活性的元素。使用膜电位色素观察神经活性是野生型是抑制活性的区域，并转化为Homo Mauss中的兴奋性神经活动。此外，在存在呼吸中心的部分中，在切成薄片的样品中执行了gr菌素斑块，并测量了GABA的逆转，并计算了细胞内氯离子浓度。与野生型相比，Homo Mauss的主导地位。作为分子基础设施，据揭示了与神经细胞氯离子排放有关的K-CL共享运输（KCC2）和α2亚单位位于膜附近。此外，还揭示了与GABA重新进入的GABA运输的CO -OR。基于上述结果，α2亚基控制着各种运输的夫妻的运输功能，因此，对于成熟的成熟围产期呼吸中心神经系统至关重要。