マウス脳におけるガストリン放出ペプチド受容体の

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(1)人間科学研究. Vo1．18，Supp1ement（2005）. 博土論文要旨. マウス脳におけるガストリン放出ペプチド受容体の発現部位に関する免疫組織化学的解析 Immunohistochemica1Loca1ization. ofGastrin−Re1easing. inthe. Mouse. 上地ボンベシンは1971年にヨーロッパ産スズガエルの皮膚か. Peptide. Receptor. Brain. さり（Sari. Kamichi）. 指導：木村. 一郎教授. た。その現象が扁桃体外側核においてガンマーアミノ酪酸. ら、平滑筋を収縮させる活性を指標として単離・精製され. （γ一aminobutyric. acid：GABA）作動性インターニューロ. た生理活性ペプチドである。哺乳類では、1979年にブタの. ンにGRP−Rが発現し、GABAの分泌を調節していることに. 消化管からガストリン放出ペプチド（gaStrin−re1eaSing. 起因することが、行動学や電気生理学的な研究によって示. peptide：GRP）が精製され、1983年に南野らによってブ. されている。さらに、GABAの作動薬を扁桃体基底外側核. タの脊髄からニューロメジンB（neuromedin. へ注入すると、ボンベシン／GRPの拮抗薬投与による記憶. B：NMB）. が精製された。哺乳類のボンベシン様ペプチドの機能は多. の低下が改善されることから、扁桃体基底外側核がボンベ. 岐にわたり、平滑筋の収縮以外に内外分泌の調節、ホメオ. シン／GRPによる記憶の形成に関与していること、さらに. スターシスの調節等、様々な生理作用を持つことが知られ. ボンベシン／GRPによる記憶保持効果はGABA作動性. ている。ボンベシン様ペプチドは受容体を介して作用する. ニューロンを調節することにより行われている可能性が示. ことが知られており、GRPに高親和性のGRP受容体（GRP. 唆されている。ボンベシン／GRPが孤束核や扁桃体におけ. receptor：GRP−R）、NMBに高親和性のNMB受容体. る記憶形成の調節に関与していることは、これまでの行動. （NMB. 実験の結果から明らかであるが、孤束核や扁桃体にGRP−R. receptor：NMB−R）、さらに、両者に相同性を示す. ものの内在性の高親和性リガンドがまだ判明していないボ. が発現し、機能しているかは組織化学的には明らかにされ. ンベシン受容体サブタイプ3（bombesinreceptor. ていない。孤束核や扁桃体だけではなく、脳内における. subtype3：BRS−3）が同定されている。いずれも細胞膜. GRP−Rの発現パターンを明らかにすることは、GRP−Rの. に存在し、膜を7回貫通するGタンパク質共役型受容体. 記憶や情動などの機能のメカニズムを解明する上で重要な. スーパーファミリーに属する。哺乳類においてボンベシン. 手掛かりとなる。しかし、免疫組織化学的手法に使用可能. 様ペプチドとその受容体がどのような機能を担っているの. なGRP−Rに対する特異的な抗体が作製されていなかった. か、また内在性のボンベシン受容体のサブタイプが個体レ. ことから、生体内におけるGRP−Rの発現パターンは明らか. ベルでそれぞれどのように機能分担をしているのかを解明. にされていなかった。またGABAとGRP／GRP−Rシステム. するため、遺伝子ノックアウト法によりボンベシン受容体. との関係についても行動実験や電気生理学的には報告され. の遺伝子欠損マウスが作製され、その行動学的な研究から、. てはいるが、組織化学的な報告はない。そこで本研究にお. それらが各々異なる表現型を示すことが報告されている。. いては、世界で初めて免疫組織化学的手法に適した抗. たとえば、GRP−R遺伝子欠損マウスでは、暗期自発運動. GRP−R抗体を作製し、マウス脳におけるGRP−Rタンパク. 量の増加と社会相互作用テストにおける非攻撃性杜会行動. 質の発現パターンについて、特にこれまで、記憶の形成、. の増加が観察され、また聴覚性恐怖条件付け試験において. 保持との関与が示唆されている脳の各部位に注目して解析. 恐怖記憶の保持が延長することが報告されている。NMB−. を試みた。. 作製したポリクロナール抗GRP−R抗体は、GRP−Rの第. R遺伝子欠損マウスでは、ストレス応答性の変化が認めら. れ、BRS−3遺伝子欠損マウスでは、中程度の肥満（20〜 30％）を呈することが観察されている。. ボンベシンに関する研究は数多く報告されているが、そ. 二細胞外ループ179−190番目のアミノ酸配（FSDLHPFHVKDT）を認識し、アフィニティーカラムク cDNAを導. ロマトグラフィーを用いて精製した。GRP−R. れらの中でマウスやラットを用いた行動薬理学的な解析か. 入したCOS−7細胞を、作製した抗GRP−R抗体で免疫染色し. ら、ボンベシンが記憶・学習等の高次脳機能に関与するこ. たところ、免疫陽性反応が観察された。同様の免疫陽性反. とが示唆されている。近年、GRP−R遺伝子欠損マウスが. 応はNMB−RcDNA，BRS−3cDNAを導入したCOS−7細胞. 聴覚性恐怖条件付け試験において、恐怖記憶の保持の延長. では認められなかった。またGRP−R遺伝子欠損マウス切. を呈することが観察され、また扁桃体における記憶形成の. 片を用いて検討したところ、GRP−R免疫陽性反応は観察さ. 素過程とされるシナプス伝達の長期増強の充進が確認され. れなかった。これらのことから、作製した抗GRP−R抗体が. 一91一.

(2) 人問科学研究. Vo1．18，Supp1ement（2005）. GRP−Rに特異的であるこ一とが確認された。さらに抗GRP−. 怖記憶の保持に関与し、それらがGABA作動性ニューロン. R抗体と各種神経マーカー特異的抗体との二重染色の結果、. の調節を介して行われている可能性が考えられた。. GRP−R免疫陽性細胞がニューロンに特異的なMAP−2抗体. GRP−R遺伝子欠損マウスは杜会相互作用テストにおけ. およびニューロンの核に特異的なNeuN抗体免疫陽性では. る非攻撃性社会行動の増加を示し、また生後45週齢に達す. あるが、アストロサイトに特異的なGFAP抗体免疫陽性で. ると有意な体重増加を認めることが報告されている。しか. はなかったことから、GRP−Rは主としてニューロンに発現. し、このような社会行動の異常や体重増加のメカニズムは. していることが確認された。. 未だ解明されていない。一方、視交叉上核や海馬において. ．抗GRP−R抗体を用いて、マウス脳におけるGRP−Rタン. GRP／GRP−RシステムとGABA作動性システムとの関係性. パク質の発現パターンについて検討を行った。その結果、. が報告されているが、本研究においても、扁桃体における. GRP−R免疫陽性反応は大脳皮質、海馬、扁桃体、視床下部、. GRP−R免疫陽性細胞の一部がGABA作動性ニューロンで. 脳幹と広範囲に観察された。大脳皮質においてはGRP−R免. あることが確認されたことから、中枢神経における. 疫陽性反応はその全ての層で、また海馬においてはCA1・. GRP／GRP−RシステムとGABA作動性システムとは、記憶. CA2・CA3領域の錐体細胞と歯状回の穎粒細胞層で観察. だけではなく、社会行動や摂食行動等を含む様々な機能を. された。さらに梨状皮質と背側内梨状皮質においては強い. 調節している可能性が考えられる。いずれにせよ、抗GRP−. GRP−R免疫陽性反応が観察され、扁桃体では多くの神経核. R抗体を用いた免疫組織化学的研究は、様々な身体機能に. において広範囲にGRP−R免疫陽性反応が観察された。そこ. おけるGRP／GRP−Rシステムの役割を解明するのに重要か. で扁桃体の神経核について詳しく解析を行ったところ、. つ有意義であると考えられる。本研究によって、組織化学. GRP−R免疫陽性反応が基底外側核、基底内側核、内側核に. 的にGRP−R免疫陽性細胞の一部がGABA作動性ニューロ. おいて観察され、その他にも外側核、中心核、皮質核、介. ンであることが確認されたが、さらに、GABA以外の神経. 在核、外側嗅索核、海馬領域等の大部分の神経核で観察さ. 伝達物質（グルタミン、セロトニン等）の関与について検. れた。脳幹においても孤束核や網様核、模状束核、迷走神. 討し、電気生理学的手法を用いて、機能的にも両者の関係. 経背側核などを含む広い範囲でGRP−R免疫陽性反応が観. を明らかにする必要がある。. 察された。これらの結果により、GRP−Rは従来の行動学的. さらにヒトヘの応用として、GRP−R遺伝子欠損マウスに. な研究により、記憶調節に関与すると報告されている海馬. おいて、恐怖記憶の保持の延長が観察されることから、心. や庸桃体などに発現していることが明らかになり、記憶の. 的外傷後ストレス障害（Posttraumatic. 保持においてGRP−Rが重要な役割を果たしている可能性. PTSD）の原因解明に繋がる可能性が期待できる。GRPの. が示唆された。. 作動薬や拮抗薬を、GRP−R遺伝子欠損マウス以外のマウス. 近年、GRP−RがGABA作動性ニューロンに発現しGABA. stress. disorder：. について、特に恐怖条件付け試験において異常を呈するマ. 放出を調節している可能性が示唆されていることから、. ウスに投与することにより、PTSDの治療薬としての有用. GABA作動性ニューロンに特異的な抗GAD67抗体を用い. 性を検討し、さらには治療に有用な投与法、より強力な作. て解析を行ったところ、海馬や扁桃体の外側核、基底外側. 動薬や拮抗薬ペプチドの探索・設計などをバイオインフォ. 核、内側核、中心核等のGRP−R免疫陽性細胞の一部が. マティ・ツクスによるアプローチを含めて検討していかなけ. GAD67免疫陽性であることが明らかとなった。聴覚性恐怖. ればならないと考えている。. 条件付け試験によって、恐怖記憶の情報伝達は、聴覚野視床や聴覚野皮質から扁桃体外側核に入力される刺激情報と、. 海馬から扁桃体基底内側核へ入力される刺激情報が、扁桃体中心核において統合され、統合された情報が脳幹へ伝わり、その結果、恐怖反応たとえば不動反応（フリージング）. が起こると考えられている。聴覚性恐怖条件付けにおける. 情報伝達回路のうち、扁桃体外側核においてGRP−R mRNAがGABA作動性インターニューロンで発現することが報告されている。本研究において、扁桃体の外側核以. 外にも多くの神経核においてGRP−Rが発現し、その一部が. GABA作動性ニューロンであることが確認された。したがって、扁桃体の外側核、中心核、基底外側核、基底内側. 核を合む多くの領域が、聴覚性恐怖条件付け試験による恐. 一92一.

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