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細胞:NMDA受容体は化学的虚血時におけるミエリンへのカルシウム蓄積を仲介する

Nature 439, 7079 doi: 10.1038/nature04474

中枢神経系のミエリンは、軸索を鞘状に覆っているオリゴデンドロサイトによって作られる特殊な構造であり、活動電位の迅速で効果的な跳躍伝導を可能にしている。さまざまな異常によりミエリン鞘の損傷や、最終的なミエリン鞘の消失によりしばしば重篤な神経疾患が発症する。しかしながら、ミエリン損傷を引き起こす根本的なメカニズムについてはほとんどわかっておらず、その運命は親であるオリゴデンドロサイトの運命に従うと推定されている。本論文では、in vitroにおいて、中枢ミエリンでNMDA(N-methyl-D-aspartate)グルタミン酸受容体が化学的虚血に応じてCa2+蓄積を仲介することを示す。我々は2光子励起顕微鏡法を用い、成体ラット視神経のオリゴデンドロサイトおよびミエリン鞘の細胞内区画に添加したCa2+インジケーターX-rhod-1の螢光を画像化した。AMPA(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid)/カイニン酸受容体アンタゴニストNBQX2は、オリゴデンドログリア細胞体における虚血時のCa2+増加を完全に遮断したが、ミエリン内のCa2+増加についてはわずかに抑制したのみであった。これとは対照的に、ミエリン内のCa2+の増加は、広域性のNMDA受容体アンタゴニスト(MK-801、7-クロロキヌレン酸、D-AP5)によって阻害されたが、NR2AとNR2Bのサブユニットをもつ受容体のさらに選択性の高い遮断薬(NVP-AAM077およびイフェンプロジル)では阻害されなかった。in vitroでの虚血では、軸索とミエリンの双方において超微細構造の損傷がみられた。NMDA受容体拮抗作用により、ミエリンの損傷は大幅に減少した。免疫組織化学法および免疫沈降法を用いると、NR1、NR2およびNR3サブユニットがミエリンで検出されたことから、機能的なNMDA受容体の形成に必要なすべてのサブユニットが存在していることが示唆される。我々のデータは、成熟したミエリン鞘は独立に傷害性の刺激に反応できることを示す。軸索はグルタミン酸を放出することが知られているため、Ca2+の増加の大部分はミエリンのNMDA受容体の活性化を介して起こるという今回の結果は、軸索-ミエリン間のシグナル伝達の新たなメカニズムを示唆している。このようなメカニズムは、脱髄を顕著な特徴とする障害、例えば多発性硬化症、神経外傷、感染症(HIV脳脊髄障害など)および虚血性脳損傷の一部の症状などに対する重要な治療標的となる可能性を示している。

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