軸索における容積活性化アニオンチャネルからのATP放出を介する非シナプス性情報伝達

Sci. Signal., 5 October 2010
Vol. 3, Issue 142, p. ra73
[DOI: 10.1126/scisignal.2001128]

R. Douglas Fields* and Yingchun Ni^†

Nervous Systems Development and Plasticity Section, National Institute of Child Health and Human Development, National Institutes of Health, Building 35, Room 2A211, MSC 3713, 35 Lincoln Drive, Bethesda, MD 20892, USA.

† Present address: Department of Neurology, Children's Hospital Boston, CLS 13060, 3 Blackfan Circle, Boston, MA 02115, USA.

* To whom correspondence should be addressed. E-mail: fieldsd@mail.nih.gov

要約：シナプス外の神経伝達物質の放出は、特に軸索とグリアとの間の情報伝達に関連して、幅広い生物学的意味を 有する。今回われわれは、活動電位発火時の微視的な軸索膨潤によって活性化される容積活性化アニオンチャネル（VAAC）を介する、軸索からの非シナプス 性非小胞性のアデノシン三リン酸（ATP）放出の機構を同定した。われわれはATP放出の単一光子イメージングを内因性光学シグナルイメージング、細胞内 カルシウムイオン（Ca²⁺）、タイムラプス動画、および共焦点顕微鏡と組み合わせて用い、この神経伝達物質の活動電位誘導性非シ ナプス性放出について検討した。培養胚後根神経節軸索からのATP放出は、バフィロマイシンまたはボツリヌス毒素を用いて小胞性放出を阻害した場合にも持 続した。一方、VAACを薬理学的に阻害した場合、あるいは活動電位誘導性の軸索の膨潤を阻止した場合には、ATP放出が阻害され、軸索とアストロサイト の間の活動依存性シグナル伝達が損なわれた。この非小胞性非シナプス性の情報伝達は、通常状態、発生、および疾患において、軸索と神経細胞間の多様な活動 依存性の相互作用を仲介する可能性がある。

R. D. Fields, Y. Ni, Nonsynaptic Communication Through ATP Release from Volume-Activated Anion Channels in Axons. Sci. Signal. 3, ra73 (2010).