グルタミン酸受容体チャネルの分子生物学

Molecular biology of the glutamate receptor channel.

はじめに

　グルタミン酸受容体チャネル複合体はグルタミン酸の結合によって自身のカチオンチャネルを開口する神経伝達物質依存性イオンチャネルである。高等動物の中枢神経系における速い興奮性シナプス伝達の大部分はグルタミン酸を伝達物質としており，グルタミン酸受容体チャネルは中枢における神経情報伝達に中心的役割を果たしている。薬理学的および生理学的研究からグルタミン酸受容体チャネルは大きくNMDA型とnon-NMDA型に分けられている。non-NMDA型受容体チャネルがNa^＋，K^＋を透過するのに対し，NMDA型受容体チャネルはCa^2＋に対しても高い透過性を有する。non-NMDA型受容体チャネルはさらにアゴニストに対する選択性よりAMPA（古くはキスカル酸）型とカイニン酸型に分類されているが，両者は同一の受容体を活性化するとする報告もありその区別は必ずしも明確ではなかった。

　グルタミン酸受容体チャネルは海馬におけるシナプス伝達の長期増強や小脳における長期抑圧など記憶・学習の基礎と考えられている刺激入力依存性のシナプス可塑性に必須であることが示され，脳の高次機能を分子レベルで理解する鍵となることが期待されている。さらにNMDA受容体チャネルは経験依存性のシナプス可塑性すなわち発生初期のシナプス結合成立の決定に関与し，神経回路網形成にも重要であることが示唆されている。また，NMDA受容体チャネルの異常な活性化は脳虚血やてんかん重積状態などの病態で発生する急性の脳障害やアルツハイマー病やハンチントン舞踏症などの慢性疾患にみられる神経細胞壊死に深く関わっていると考えられている。

　The glutamate receptor channel plays a key role in brain function. Most of the fast excitatory synaptic transmission is mediated by glutamate receptor channels in the central nervous system. Furthermore, glutamate receptor channels are essential for activity-dependent synaptic plasticity such as long-term potentiation and long-term depression, which are thought to underlie memory acquisition and learning. Evidence is accumulating that glutamate receptor channels are involved in experience-dependent synaptic plasticity during development and in degenerative brain disorders.

　We have identified more than a dozen subunits of the mouse glutamate receptor channel by molecular cloning. These glutamate receptor channel subunits possess four putative transmembrane segments characteristic for neurotransmitter-gated ion channels and have been classified into six subfamilies (α, β, γ, δ, ε and ζ subfamiles) according to the amino acid sequence homology. The members of the a subfamily constitute AMPA-selective glutamate receptor channels, whereas the β and γ subfamilies include the subunits of the kainate-selective glutamate receptor channel. The ε and ζ subfamilies represent the subunits of the NMDA receptor channel.