細胞外のCa²⁺はニューロンからグリアへの伝達のメディエーターとして働く

Sci. Signal., 24 January 2012
Vol. 5, Issue 208, p. ra8
[DOI: 10.1126/scisignal.2002160]

Arnulfo Torres¹, Fushun Wang¹, Qiwu Xu¹, Takumi Fujita¹, Radoslaw Dobrowolski², Klaus Willecke², Takahiro Takano¹, and Maiken Nedergaard^1*

¹ Center for Translational Neuromedicine, Division of Glial Disease and Therapeutics, University of Rochester Medical School, 601 Elmwood Avenue, Rochester, NY 14642, USA.
² Institut fuer Genetik, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universitaet, D-53115 Bonn, Germany.

* To whom correspondence should be addressed. E-mail: nedergaard@urmc.rochester.edu

要約：ニューロンとアストロサイトの間の伝達経路を定義することは、中枢神経系のより高度な機能の解明に貢献するかもしれない。われわれは、シナプス伝達の際に起こる細胞外のカルシウムイオン濃度([Ca²⁺]_e)の低下がニューロンからグリアへのシグナル伝達を媒介する可能性について調べた。われわれは、[Ca²⁺]_eを低下させるために感光性のCa²⁺バッファーであるジアゾ-2{N-[2-[2-[2-[ビスカルボキシメチル]アミノ]-5-(ジアゾアセチル)フェノキシ]エトキシ]-4-メチルフェニル}-N-(カルボキシメチル)-,テトラカリウム塩}の非浸潤性の光分解を利用したり、グルタミン酸作動性の伝達を刺激するためにケージドグルタミン酸を用いたりすることによって、細胞外のCa²⁺の局所的な減少がアストロサイトのアデノシン三リン酸（ATP）の放出とCa²⁺シグナル伝達を誘発することを発見した。続いて、抑制性の介在ニューロンのサブセットのプリン作動性P2Y1受容体の活性が、これらの介在ニューロンによる活性電位の発生を開始し、それによってシナプス抑制が亢進する。したがって、活性関連性の[Ca²⁺]_eの低下によって誘起されるアストロサイトのATPの放出は、局所的な興奮性亢進に応答して抑制性伝達を増強する負のフィードバック機構となるであろう。

A. Torres, F. Wang, Q. Xu, T. Fujita, R. Dobrowolski, K. Willecke, T. Takano, M. Nedergaard, Extracellular Ca²⁺ Acts as a Mediator of Communication from Neurons to Glia. Sci. Signal. 5, ra8 (2012).