グル タ ミン酸味覚受容体 の性質
富 田 祐 介 古 山
大 須賀謙二
昭 宗 形 芳 英
丸 井 隆 之
PropertiesofGlutamateTasteReceptorsonFish
YusukeTOMITA,AkiraFURUYAMA,YoshieiMUNAKATA KenjiOHsuGaandTakayukiMARUI
Gustatorysystemsofthecarp,CyprinuscarpioL.,aremostsensitivetoamino acids,andthethresholdforL‑Glu‑Na(L‑MSG)isdownto10nMbeinglower
thanthatofneurotransmitterinthebrain.Inmammals,thereareacoupleof
reportsconcerningtheexistenceoftworeceptortypesforL‑MSG,i.e.metabotropic andionotropicglutamatereceptors(mGluRsandiGluRs).Ithasbeententatively revealedbyuswithmolecularbiologicaltechniquesthatgustatoryreceptorsoncarp haven'tiGluRs.Neuraltasterecordingswereattemptedinthespeciesbyapplying severalligandsfortheGluRsofthebrain.Thegustatorysystemofthecarpwere notresponsivetoD‑Serbutantagonists(NBQXandD‑APV),anddidn'tshowthe enhancementoftasteresponsesforL‑MSGbyGly.
Inconclusion,theremightbecompletelydifferenttypeofgustatoryiGluRsfrom thoseinthebrain,orthereisnoiGluRinthetastesystem.
Keywords:glutamatereceptors,taste,antagonists,electrophysiology,fish
緒 言
グ ル タ ミ ン酸(L‑Glu)は,広 く生 体 内 に分 布 し, 細 胞 の エ ネ ル ギ ー代 謝,ア ミノ酸 代 謝 タ ンパ ク 質 合 成 な ど に 重 要 な生 理 的 意 義 を も って い るl)。
中 枢 神 経 に お い て は,FL‑Gluは ア ン モ ニ ア 固 定 や γ‑ア ミ ノ酪 酸 の 前 駆 物 質 と して 機 能 を 果 た し,脳 に お け る記 憶 や学 習 に 関 わ る最 も主 要 な 興 奮 性 神 経 伝 達 物 質 で あ る。 さ ら に,伝 達 機 能 不 全 を 起 こす 内 因 性 興 奮 毒 と して 神 経 細 胞 死 を 誘 発 す る1‑4)こと も知 られ て い る。 こ う し た 中 枢 神 経 系 に お け るL‑Gluの 特 殊 な機 能 は,Glu受 容 体
(GluRs,glutamatereceptors)を 介 し て 出 現 す る 。 こ のGluRsに は,い くつ か の サ ブ タ イ プ が 存 在 し3,4),大 き く 分 け て,1)イ オ ン チ ャ ネ ル と 共 役 し て い る 「イ オ ン チ ャ ネ ル 型 受 容 体(iGluRs, ionotropicglutamatereceptors)」 と,2)Gタ
ン パ ク 質 と 共 役 し た 「代 謝 型 受 容 体(mGluRs, metabotropicglutamatereceptors)」 の2つ に 分 け ら れ る 。iGluRsは イ オ ン チ ャ ネ ル を 直 接 開 閉 し て 細 胞 の 電 位 変 化 に よ り生 理 機 能 を 発 揮 す る か な り 速 い 情 報 伝 達 シ ス テ ム と し て,mGluRsは 細 胞 内 情 報 伝 達 系 を 介 し て 代 謝 調 節 に よ り生 理 機 能 を 発 揮 す る 比 較 的 ゆ っ く り と し た 情 報 伝 達 制 御 シ
受 付:平 成20年9月25日,受 理:平 成20年10月21日 奥 羽大 学 歯 学 部 口腔機 能 分子 生 物 学 講座
(指導:丸 井 隆之 教 授)
DepartmentofOralFunctionandMolecularBiology OhuUniversitySchoolofDentistry
(Director:Prof.TakayukiMARUI)
178
奥 羽 大 歯 学 誌ス テ ム と し て,そ れ ぞ れ の 機 能 を 果 た し て い る 。 iGluRsに は,L‑Gluの 選 択 的 な 構 造 類 似 物 質 NMDA(N‑methyl‑D‑aspartate)の 親 和 性 に 基 づ い て,NMDAと 非NMDA受 容 体 が あ る(Table 1)。 さ ら にNMDA受 容 体 に は,Gluサ イ ト とGly サ イ ト が あ り,神 経 伝 達 に お い て 増 強 作 用 な ど の 役 割 を 果 た し て い る3)。 ま た 非NMDA受 容 体
は,同 じ くL‑Gluの 選 択 的 な 構 造 類 似 物 質 で あ る AMPA(α‑amino‑3‑hydroxy‑methylisoxazole‑
4‑propionicacid)受 容 体 とKA(kainicacid,カ イ ニ ン 酸)受 容 体 に 分 類 さ れ て い る3)(Table1)。
主 に 中 枢 神 経 系 で 神 経 伝 達 物 質 と し て 働 く こ の 化 学 物 質L‑Gluは,ヒ トで は 旨 味 の 成 分 と し て よ く 知 ら れl),多 く の 動 物 に お い て,L‑Gluに 対 し て 味 覚 感 受 性 を も つ こ と が 判 明 し て き て い る5‑10)。
し か し な が らL‑Gluに た い す る 味 覚 受 容 体 に つ い て は,脳 の シ ナ プ ス の 受 容 体 の よ う に 研 究 が 進 ん で お ら ず,味 細 胞 に 存 在 す るGluRsが 中 枢 神 経 系 に 存 在 す る 受 容 体 と 類 似 し た も の か,あ る い は 全 く 別 の 種 の 受 容 体 で あ る の か 不 明 で あ る 。 こ れ ま で の 研 究 で は,iGluRとmGluRと も に 味 覚 受 容 体 と し て 存 在 す る と い う 報 告 が あ るl1)一 方 で, mGluRし か 存 在 し な い と い う 報 告 も あ り12,13),ど の よ う な 性 質 を も つGluRsが 関 与 し て い る の か 未 だ は っ き り と は して い な い 。 そ こ で 本 研 究 で は, ア ミ ノ 酸 に 対 す る 味 覚 感 受 性 が 極 め て 高 い 魚 類 の 中 で,L‑MsG(monosodiumL‑glutamate)に 対 し て 比 較 的 感 受 性 が 高 い こ と と,他 の ア ミ ノ 酸 と は 受 容 サ イ トが 独 立 し て い る と い う こ と が 報 告 さ れ て い る コ イ14〜16)を実 験 材 料 と し て,GluRsの う ち で,iGluRsの 特 異 的 な ア ゴ ニ ス トと ア ン タ ゴ ニ ス ト2)を味 刺 激 と し て そ れ ら に 対 す る 味 覚 神 経 応 答 を 解 析 す る こ と に よ っ て,グ ル タ ミ ン 酸 味 覚 受 容 体 が 脳 型 のiGluRsと 相 同 の も の で あ る か ど う か を 検 討 し,そ の 性 質 を 明 ら か に す る こ と を 試 み た 。
材料 と方法
(1)実 験 材 料
実 験 動 物 と し て コ イ(Cyprinuscarpio,L.) は,購 入 後2週 間 以 上 実 験 室 で 飼 育(水 温22.0±
1.o℃)し,1日 に1〜2回 飼 料 を 与 え,環 境 に
2008
十 分 適 応 し た 体 重50〜120gの26尾 の 成 魚(体 長18.0±1.3cm,n=26)を 電 気 生 理 学 実 験 に 供 し た 。 実 験 に 際 し て は,コ イ はMS‑222(Ethyl 3‑aminobenzoatemethansulfonate,Sigma
grade)を 溶 解 し た 水(1:8,000希 釈)に 浸 し て 麻 酔 後,プ ラ ス チ ッ ク コ ン テ ナ ー に 固 定 し,常 時 口 か ら鯉 へ 水 道 水 を 灌 流 し て 実 験 中 の 動 物 の 生 存 を は か っ た 。 ま た 体 表 が 乾 燥 し な い よ う に キ ム ワ イ プ で 覆 い,鯉 か らの 灌 流 水 に よ り 体 表 面 を 湿 ら せ る よ う に し た 。
味 応 答 の 記 録 は,丸 井 ら14)の方 法 と 同 様 に 行 っ た 。 す な わ ち 双 眼 実 体 顕 微 鏡 下 で 眼 球 を 摘 出 し, 眼 窩 底 を 走 行 す る 三 叉‑顔 面 複 合 神 経 を 露 出 し, 神 経 を 引 っ 張 る こ と の な い よ う に 注 意 深 く周 囲 結 合 組 織 よ り剥 離 して 中 枢 端 を 切 断 し,同 神 経 の 上 顎 枝 ま た は 下 顎 枝 の 全 神 経 枝 束,あ る い は 分 離 し た 細 神 経 線 維 束 と し て 記 録 神 経 と し た 。 神 経 の 分 離 に は,電 極 プ ラ ー(成 茂 器 械PB‑7)で 引 い た ガ ラ ス 微 小 管 を 使 用 し た 。 分 離 し た 神 経 束 は 銀‑塩 化 銀 単 極 電 極 に 乗 せ,乾 燥 を 防 ぐ た め に ミ ネ ラ ル オ イ ル で 眼 窩 を 覆 い 味 応 答 を 記 録 し た 。 実 験 中,コ イ は 筋 弛 緩 剤 のGallaminetriethiodide
(0‑3μg/g体 重,帝 国 化 学 産 業)を 適 宜 筋 注 し て 不 動 化 を は か っ た 。
(2)電 気 生 理 学 実 験
神 経 応 答 は 高 感 度 前 置 増 幅 器(AVB‑11A,日 本 光 電)を 介 し て メ モ リ オ シ ロ ス コ ー プ(VC‑11,
日 本 光 電)で 観 察 し,適 宜 必 要 な デ ー タ は デ ジ タ ル 信 号 と し てPowerLab/8s(ADInstrumentPty
Ltd.)を 介 し て コ ン ピ ュ ー タ に 記 録 し,後 日 の 処 理 に 備 え た 。 デ ー タ はoff‑lineで 積 分 応 答 と し て Chart5ソ フ ト ウ ェ ア(ADInstrumentPtyLtd.)
で 解 析 し た 。 味 応 答 解 析 の 指 標 と して,積 分 応 答 の 基 線 か ら ピ ー ク ま で の 高 さ を 計 測 し,1mMの
L‑ア ラ ニ ン に 対 す る 応 答 値 を1と し て 換 算 し た 相 対 的 応 答 値 を 用 い た 。
味 受 容 野 に は,22℃ の 人 工 池 水(APW,artificial pondwater;0.3NaCl,0.02KCl,0.2CaCl2,and
O.1NaHCO3inmM,pH7.0)が 先 細 の ガ ラ ス 管 か ら 常 時8ml/minの 流 速 で 味 受 容 野 に 流 れ る よ う 調 節 し て お き,そ の 途 中 に あ る 刺 激 ポ ー トか ら 22℃ の0.5mlの 味 溶 液 を 電 磁 バ ル ブ(DuraClean
Vol.35No.4
グル タ ミン酸 味 覚 受容 体 の 性 質:富 田 ほか179
Table1
SpecificligandsforiGluRsinthebrain,whichwereusedinthisexperiment.Abbreviations:D_APV,D̲2̲amino̲5_phosphonovalericacid;NMDA,N̲methyl_D̲
Aspartate;AMPA,DL̲a̲amino̲3̲hydroxy_methylisoxazole̲4̲propionicacid;KA,Kainate;
NBQX,2,3_Dioxo̲6_nitro̲1,2,3,4_tetrahydrobenzo[f]quinoxaline̲7̲sulfonamide.
Valve,MCT‑3T,高 砂 電 気)で 切 り変 えて 混 入 す る こ と に よ り,味 神 経 に 誘 起 され る イ ンパ ル ス 活 動 を 記 録 した 。 こ の 方 法 で は,刺 激 液 の 濃 度 は,受 容 野 に至 る際 に殆 ど変 わ らな い こ とが 判 明 して い る14)。先 に 流 した 味 溶 液 の 影 響 が 次 の 刺 激 に 対 す る応 答 に 出 な い よ う に,す べ て2〜5分 間 以 上 の 間 隔 を空 け て 刺 激 を与 え た 。 味 応 答 の 記 録 に あ た っ て は,ヒ ゲ や 口唇 に先 の細 い ブ ラ シ か ガ ラ ス 棒 で 触 刺 激 を 与 え誘 発 され る神 経 イ ンパ ル ス に よ る電 位 変 化 を サ ウ ン ドモ ニ タ ー(SRS‑58, sONY)で 聴 き な が ら記 録 神 経 が 支 配 して い る受 容 野 の 確 認 を 行 い,味 覚 の 受 容 野 は,先 細 の ブ ラ シ ま た は ガ ラス 棒 で 触 応 答 を示 す 領 域 と一 致 す る の で,そ の部 位 に 味 刺 激 を与 えて 味神 経 応 答 を記 録 した 。 実 験 精 度 と効 率 を上 げ る た め,電 磁 バ ル ブ操 作 は コ ン ピュ ー タ制 御 に よ る リモ ー ト ・コ ン
トロー ル に よ り行 っ た。
(3)味 刺 激 溶 液
味 覚 神 経 応 答 を解 析 す るの に,味 刺 激 と して, 1mMのL‑Alaに 対 す る応 答 を コ ン トロ ー ル と し, 中枢 神 経 系 のGluRsに 対 して 特 異 的 な ア ゴ ニ ス ト とア ン タ ゴ ニ ス トを使 用 し た(Table1)。 味 刺 激 溶 液 は,ミ リポ ア水 で1OmMの 濃 度 に した も の を
ス トッ ク溶 液 と し,実 験 に は 毎 日APWで 希 釈 し 22℃ に調 製 して 使 用 した 。 な お,味 刺 激 の ス トッ
ク溶 液 は 化 学 変 化 を避 け る た め 冷 蔵 庫(4℃)で 保 存 し,1週 間毎 に 作 りか えた 。 味 溶 液 が 酸 性 ま
た は ア ル カ リ 性 を 呈 す る 場 合 に は0.1NのNaOH ま た はHCl溶 液 で 中 和 し,pH6.8〜7.2に 調 製 し て 使 用 し た 。
結 果
(1)iGluRsの リ ガ ン ド に 対 す る 味 神 経 応 答 顔 面 神 経 下 顎 枝 は,主 に 下 口 唇 と2本 の ヒ ゲ に 分 布 す る 味 蕾 を 支 配 し て い る 。 本 実 験 で は, L‑MSGや 神 経 伝 達 物 質 と し て の グ ル タ ミ ン 酸 受 容 体 に あ るiGluRsの ア ゴ ニ ス トで あ る 化 合 物 (Table1)に 対 す る 味 応 答 は,神 経 束 活 動 の 総 和 を 積 分 応 答 と し て 記 録 し た(Fig.1A)。 コ イ の 味 覚 器 はNMDA(iGluRsの 選 択 的 ア ゴ ニ ス ト) やkA(iGluRsの 非 選 択 的 ア ゴ ニ ス ト)に も 比 較 的 大 き な 味 応 答 性 を 呈 し,1mMのNMDAとKA,
お よ びFL‑MSGの 平 均 応 答 値 の 大 き さ は,L‑Ala
>kA≧L‑MSG>NMDAで あ っ た(Fig.1A,B)。
こ れ ら の 化 学 物 質 の 濃 度‑神 経 応 答 関 係 は,Fig.
1Cに 示 す よ う にNMDAで は 閾 値 が 10‑7〜‑6mol/l, KAで は10−6〜‑5mol/lで あ り 哺 乳 類 の 閾 値 よ りR低 い 値 で あ っ た 。L‑AlaとL‑Gluに 対 す る 閾 値 は, 丸 井 ら14)に よ れ ば 各10‑9〜‑8mmol/lと10‑8〜‑7mol/1 で あ る 。
(2)iGluRsの リ ガ ン ド 間 の 交 叉 順 応
脳 シ ナ プ ス に お け るiGluRsの 受 容 メ カ ニ ズ ム が,L‑MSGの コ イ の 味 覚 受 容 メ カ ニ ズ ム と ど の よ う に 異 な っ て い る の か を 調 べ,味 受 容 体 と し て
180
奥 羽 大 歯 学 誌 2008Fig.1A:TypicalintegratedtasteresponsestoL‑MSG anditsagonistswith1mM.L‑Alawasshownas astandardresponse.
B:AverageresponsemagnitudesofL‑MSG, NMDA,KAandL‑Alaasastandard.
C:Dose‑responserelationsforNMDAandKA.
Fig.2Cross‑adaptationexperimentsamongL‑MSG anditsagonistsorantagonists.
Framedrectanglesofchemicalsindicate adaptingsolutionsineachexperiment.
のGluRsの 特 徴 を 明 ら か に す る た め に,味 覚 受 容 体 ア ゴ ニ ス トを 用 い て 交 差 順 応 実 験 を 行 っ た 。 す な わ ち,順 応 さ せ る 味 溶 液 を 味 覚 上 皮 に 常 時 与 え て お き,そ の 順 応 溶 液 に ア ゴ ニ ス ト を 溶 解 し て 応 答 が 見 ら れ る か ど う か を検 討 し た 。 そ の 結 果 が Fig.2のA,B,Dの 記 録 で あ る 。L‑Alaは,魚 類 で は 最 も顕 著 な 味 応 答 を 示 す ア ミ ノ 酸 で,L‑Glu
と は 独 立 し た 受 容 メ カ ニ ズ ム を も っ て い る14,15)の で コ ン ト ロ ー ル と し た 。Fig‑2Aで は,L‑MSGに 順 応 さ せ る と,NMDAもKAも 応 答 が 消 失 し て い
る 。 す な わ ち,L‑Alaの 応 答 はL‑MSG順 応 の 影 響 を 余 り 受 け な い が,NMDAとKA‑は 影 響 を 受 け, 応 答 性 を 呈 さ な か っ た 。 す な わ ち,こ の 結 果 は こ
れ ら の 味 刺 激 物 質 の 味 受 容 メ カ ニ ズ ム がFL‑MSG の も の と 共 通 し て い る 可 能 性 を 示 唆 し て い る 。 Fig.2Bは 同 様 にGly溶 液 に 順 応 さ せ た 時 の 他 の 刺 激 溶 液 の 応 答 の 記 録 で あ る 。GlyはL‑Alaと 受 容
サ イ トを共 有 して い る た め15)に順 応 中 にL‑Alaの 応 答 は 減 少 し て い る が,L‑MSG,NMDA,KA
の 応 答 は 全 く影 響 を受 け て お らず,こ れ ら の化 学 物 質 の 受 容 メ カ ニ ズ ム はGlyと は異 な っ て い る こ と を示 唆 して い る。Fig.2Dは,非NMDA型 受 容 体 の 選 択 的 な ア ン タ ゴ ニ ス トで あ るNBQXに 順 応 させ て もL‑MSGやKAは 応 答 性 を示 す 。NBQX
は 中 枢 神 経 系 で は,応 答 性 を呈 さず,L‑Gluの 応 答 を抑 え る ア ン タ ゴ ニ ス トで あ るの で,こ の 結 果 は,脳 に お け るiGluRsの 性 質 と は大 き く異 な っ て い る こ と を示 して い る。 ま た 中 枢 神 経 系 に お け るiGluRsの 内,NMDA型 受 容 体 はMg++が チ ャ ネ ル に は ま り込 ん で 内 向 き電 流 を妨 げ膜 電 位 依 存 性 が 阻 害 さ れ る と い う事 実3)から,Mg++freeの 人 工 淡 水 を 味 覚 上 皮 に灌 流 中 にL‑MSG,NMDA,
KAを 投 与 した が,神 経 応 答 に差 異 は 認 め られ ず13), Mg++が チ ャ ネ ル に は ま り込 ん で 内 向 き電 流 を 妨
Vo1.35No.4
グ ル タ ミン酸 味覚 受 容 体 の性 質:富 田 ほか181
Table2 ComparisonofresponsivenessforseveralligandstoGluRsbetweentasteandneurotransmitter.
げ 膜 電 位 依 存 性 が 阻 害 す る と い う こ と は 味 受 容 体 で は 無 い も の と 結 論 さ れ る 。 さ ら に,Fig‑2Cと DR,NMDA型 受 容 体 の 非 選 択 的 ア ン タ ゴ ニ ス ト D‑APVとNMDAな ら び にFL‑Alaと 交 叉 順 応 し た 実 験 の 結 果 で あ る 。 い ず れ も順 応 し な い こ と か ら, 脳 型iGluRsの も つ 性 質 と は 異 な っ た 性 質 を 味 受 容 体 が 持 っ て い る こ と を 示 唆 し て い る 。
以 上 の 電 気 生 理 学 実 験 に よ り 得 られ た 結 果 を, 脳 型iGluRsの 性 質 と 比 較 す る とTable2の よ う に な る 。 つ ま り,味 覚GluRsは,1)D‑Serに 応 答
し な い こ と,2)脳 シ ナ プ ス に お け るiGluRsの ア ン タ ゴ ニ ス トNBQXとD‑APVに 応 答 す る こ と,
3)Glyに よ っ てNMDAの 応 答 が 増 強 さ れ な い こ と,か ら 脳 のiGluRsと は 異 な っ た も の と 考 え ら れ た 。
考 察
脊 椎 動 物 の 中 枢 神 経 系 に あ る 神 経 伝 達 物 質 L‑Gluの 受 容 体 は,こ れ ま で の研 究 か ら)mGluRs とiGluRsに 大 別 され,iGluRsは さ らに 非NMDA 型(AMPA受 容 体 とKA受 容 体)とNMDA型(Glu サ イ トとGlyサ イ トが あ る)受 容 体 に 分 類 され, そ れ ぞ れ に ア ゴ ニ ス トと ア ン タ ゴニ ス トが 判 明 し て い る3)(Table1)。 これ ら の リガ ン ドを利 用 し て,味 覚 に お け るGluRsの 解 析 を電 気 生 理 学 的 に 神 経 応 答 を記 録 した と こ ろ,次 の よ うに 考 え られ た。 本 研 究 で 得 られ たL‑MsGな どの 化 合 物 に 対 す る電 気 生 理 学 的 な 神 経 応 答 記 録 実 験 結 果 か ら, iGluRsの ア ゴ ニ ス ト(NMDA,AMPA,KA)
に 味 神 経 応 答 が 観 察 され,iGluRsが 存 在 す る こ
と が 示 唆 され た が,ア ン タ ゴ ニ ス ト(NBQXと D‑APV)を 味 覚 刺 激 物 質 と した 場 合 に も興 奮 性 の 応 答 が 得 られ,脳 型 のiGluRsと は 全 く異 な る 機 能 を持 っ た 受 容 体 で あ る と考 え られ た 。 さ らに 丸 井 らの これ ま で の電 気 生 理 学 的 な神 経 応 答 記 録 実 験 か ら,1)NMDA型 のiGluRsの ア ン タ ゴ ニ ス トで あ るD‑Serに は,コ イの 味 覚 受 容 体 は 応 答 しな い こ と14),2)味 覚 上 皮 の 灌 流 液 をMg++free に して も味 応 答 性 に変 化 の な い こ と2,3),3)中 枢 神 経 系 に お け るNMDA型 のiGluRsに は ア ロ ス テ リ ッ ク 部 位 と してGly1サ イ トが 存 在 し て 数 μM の 濃 度 のGlyの 存 在 でNMDA電 流 が 増 強 され る2,3) が,1Oor1OOμMのGlyを 共 存 さ せ て もL‑MSG の 応 答 に 増 強 作 用 が 認 め られ な か っ た,と い う
こ と が 判 明 して い る。 も しiGluRsと 呼 べ る 味 受 容 体 が コ イ の 味 細 胞 に 存 在 し た と して も,脳 の 神 経 伝 達 物 質 で あ るGluの 受 容 体 の イ オ ン チ ャ ネ ル 型 と は 大 き く異 な っ て い る 受 容 体 で あ る と 結 論 され た 。 一 方 で,丸 井 は 分 子 生 物 学 的 手 法 (RT‑PCR法)に よ りiGluRsの 味 覚 受 容 体 に お け るDNA断 片 の 存 在 を確 認 し た と こ ろ,脳 に は存 在 す るiGluRsのDNA部 分 配 列 が,味 覚 上 皮 組 織 に は 認 め られ な か っ た こ とか ら,コ イ の 味 覚 器 に はiGluRsが 存 在 しな い 可 能 性 が あ る こ と を 報 告 して い る12)。一 方,脳 型 のmGluRsは 味 覚 上 皮 に 存 在 して い る こ と も判 明 して い る12)。
そ も そ も 味 覚 は,生 存 の た め に 必 要 な エ ネ ル ギ ー 源(糖 類)を 摂 取 した り,有 毒 あ るい は腐 廃 物 な ど を忌 避 す るた め に備 わ って い る。 そ の た め こ の 化 学 感 覚 は,単 細 胞 生 物 を は じめ と して 全
182
奥 羽 大 歯 学 誌2008
て の 動 物 に そ う した シ グ ナ ル の 検 知 の た め に備 わ っ た も の と考 え て よ い。 そ の 中 で,L‑Gluは タ
ンパ ク質 の 中 に 最 も多 く含 まれ て お り,タ ンパ ク 質 の シ グ ナ ル と して そ の 役 割 を担 っ て い る5)。m GluRsはGタ ンパ ク 質 を 介 し て 細 胞 内 セ カ ン ド
メ ッ セ ンジ ャ ー を調 節 して 機 能 を 発 揮 して い るが, 中 枢 神 経 系 で は シ ナ プ ス の 可 塑 性 や 神 経 細 胞 死 に 関 係 して い る3,4)。一 方,iGluRsはL‑Gluの 結 合 に よ り内蔵 す る陽 イ オ ンチ ャ ネル を開 口 して,主 と して速 い 興 奮 性 の 情 報 伝 達 に 中 心 的 な役 割 を担 っ て い る。 味 覚 受 容 に お け る 脳 型iGluRsの 関 与 に つ い て は,本 実 験 の 結 果 か ら 明 らか に 否 定 され る が,脳 型 のiGluRsで は な く,こ れ ま で に知 ら れ て い な いiGluRsが 存 在 して い る か,味 覚 情 報
の速 い興 奮 性 の 伝 達 は 必 要 で は な い た め に,味 の 受 容 サ イ トに結 合 可 能 な化 学物 質 は全 て 神 経 応 答 を 引 き起 こす とい う こ と な の か も しれ な い 。 今 後, 分 子 生 物 学.電 気 生 理 学 的 手 法 に よ る さ ら な る研 究 に よ って 味 受 容 に 関 わ るGluRsの 構 造 や メ カ ニ
ズ ム が 明 ら か に な って ゆ く もの と考 え られ る。
結 論
本 研 究 で 得 ら れ たL‑MSGな どの 化合 物 に 対 す る電 気 生 理 学 的 な 神 経 応 答 記 録 実 験 と,他 の これ ま で の 実 験 結 果 か ら,つ ぎの よ うに 結 論 され た 。 も しiGluRsと 呼 べ る 味 受 容 体 が コ イ の 味 細 胞 に 存 在 し た と し て も,脳 の 神 経 伝 達 物 質 で あ る Gluの 受 容 体 の イ オ ンチ ャネ ル 型 と は大 き く性 質 を異 と した 受 容 体 で あ る。 も し くは コ イの 味 覚 器 にRiGluRsが 存 在 しな い と考 え られ た 。
文 献
1)米 田 幸 雄,荻 田 喜 代 一:グ ル タ ミ ン 酸 受 容 体.
「神 経 伝 達 物 質 受 容 体,構 造 と 機 能 」 第10章;
123‑140廣 川 書 店 東 京:1994.
2)Collingridge,G.L.andLester,R.A.J.:Excit‑
atoryaminoacidreceptorsinthevertebrate centralnervoussystem.PharmacologicalRe‑
views41;143‑2101989.
3)Hammond,C.:CellularandMolecularNeuro‑
biology,2ndEdition,AcademicPressNew
York2001.
4)小 野 武 年:脳 に お け る 神 経 伝 達 物 質 と し て の グ
ル タ ミ ン 酸 「グ ル タ ミ ン 酸 の 科 学 」 第;章 講
談 社 サ イ エ ン テ ィ フ ィ ッ ク;93‑112講 談 社
東 京2000.
5)栗 原 堅 三:食 物 の 味 と う ま 味 の 役 割,「 グ ル タ ミ
ン 酸 の 科 学 」 第4章 講 談 社 サ イ エ ン テ ィ
フ ィ ッ ク;4‑26講 談 社 東 京2000.
6)栗 原 堅 三:う ま 味 の 受 容 機 構,「 グ ル タ ミ ン 酸 の 科 学 」 第2章 講 談 社 サ イ エ ン テ ィ フ ィ ッ ク;
27‑48講 談 社 東 京2000.
7)赤 堀 四 郎:Amino酸 の 味 と 化 学 構 造 の 関 係 に つ い て 日 生 化14;185‑192l939.
8)山 口 静 子:味 覚 心 理 学 か ら み た う ま 味 の 性 質 臨 床 栄 養66;154‑1601984.
9)栗 原 堅 三:う ま 味 の 発 現 機 構 臨 床 栄 養66;
131‑1361984.
10)Li,X.,Staszewski,L.,Xu,H.,Durick,K., Zoller,M.andAdler,E.:Humanreceptorsfor sweetandumamitaste.PNAS99;4692‑4696 2002.
11)Lin,W.andKinnamon,S.C.:Physiological evidenceforionotropicandmetabotropicglu‑
tamatereceptorsinrattastecells.JNeuro‑
physiol82;2061‑20691999.
12)Marui,T.:Reverse‑transcriptasepolymerase chainreaction(RT‑PCR)analysisofexpres‑
sionofglutamatereceptorsinfishtastetissue.
DentistryinJapan40;23‑252004.
13)丸 井 隆 之,古 山 昭,大 須 賀 謙 二:魚 類MSG味
受 容 体 にiGluRは 存 在 す る か?日 本 味 と 匂 学
会 誌10;649‑6522003.
14)Marui,T.,Harada,S.andKasahara,Y:Gus‑
tatoryspecificityforaminoacidsinthefacial tastesystemofthecarp,CyprinuscarpioL.J CompPhysiolA153;299‑3081983.
15)Marui,T.,Harada,S.andKasahara,Y:Mul‑
tiplicityoftastereceptormechanismsforami‑
noacidsinthecarp,cyprinuscarpioL.In, Umami:ABasicTaste(Eds.Kawamura,Y andkare,M.R.);185‑199MarcellDekkerInc.
1987.
16)隈 元 伸 一:グ ル タ ミ ン 酸 ナ ト リ ウ ム の 味 覚 応 答 活 性 と 化 学 構 造 の 関 係JpnJOralBiol30;
652‑6631988.
著 者 へ の 連 絡 先:冨 田 祐 介,(〒963‑0202)郡 山 市 柏 山 町39 Reprintrequests:39Kasiwayama‑cho,koriyama,
Fukushima,963‑0202,Japan