ミュラーグリア細胞におけるグルタミン酸トランスポーター依存性mTORリン酸化

Glutamate transporter-dependent mTOR phosphorylation in Müller glia cells.

• Ana María López-Colomé
• Zila Martínez-Lozada
• Alain M Guillem
• Edith López
• Arturo Ortega

抄録

網膜の主要なシグナル伝達経路の興奮性伝達物質であるグルタミン酸は、転写および翻訳レベルでのタンパク質合成を制御するシグナル伝達カスケードの活性化を介して、タンパク質レパートリーの変化に決定的に関与している。Gluによる活性依存的な遺伝子発現の違いは、イオントロピー性およびメタボトロピー性のGlu受容体の活性化に関連していますが、最近の知見では、このプロセスにおけるNa+依存性のGluトランスポーターの関与が示唆されています。網膜では、Glu の取り込みは再放出可能なプールの補充と興奮毒性の防止を目的としており、主にミュラー橈側グリアに位置する GLAST/EAAT-1（Na+依存性グルタミン酸/アスパラギン酸トランスポーター/興奮性アミノ酸トランスポーター-1）によって運ばれています。本研究では、GLASTの発現がGluによって変化することを明らかにした前研究に基づき、ミュラー細胞におけるタンパク質合成の制御におけるGLASTシグナルの関与について検討した。この目的のために、我々はニワトリのミュラーグリアの初代培養において、D-Asp（D-アスパラギン酸）がSer-2448 mTOR（ラパマイシンの哺乳類標的）のリン酸化に及ぼす影響を調べた。その結果、D-Asp輸送は、輸送性GLAST阻害剤THA(threo-β-ヒドロキシアスパラギン酸)によって模倣されたmTORの時間および用量依存的なリン酸化を誘導することが示された。mTORのリン酸化につながるシグナルには、Ca2+の流入、p60src、ホスファチジルイノシトール3-キナーゼ、プロテインキナーゼB、mTOR、p70S6Kの活性化が含まれています。興味深いことに、GLAST活性はAP-1（アクチベータープロテイン-1）のDNAへの結合を促進し、網膜の長期応答におけるトランスポーターシグナル伝達の機能を支持した。これらの結果は、ミュラーグリアにおけるGluシグナル伝達のための新規な受容体非依存性経路を追加し、網膜におけるグルタミン酸伝達の調節におけるこれらの細胞の重要な関与をさらに強化するものである。

Glu (glutamate), the excitatory transmitter at the main signalling pathway in the retina, is critically involved in changes in the protein repertoire through the activation of signalling cascades, which regulate protein synthesis at transcriptional and translational levels. Activity-dependent differential gene expression by Glu is related to the activation of ionotropic and metabotropic Glu receptors; however, recent findings suggest the involvement of Na+-dependent Glu transporters in this process. Within the retina, Glu uptake is aimed at the replenishment of the releasable pool, and for the prevention of excitotoxicity and is carried mainly by the GLAST/EAAT-1 (Na+-dependent glutamate/aspartate transporter/excitatory amino acids transporter-1) located in Müller radial glia. Based on the previous work showing the alteration of GLAST expression induced by Glu, the present work investigates the involvement of GLAST signalling in the regulation of protein synthesis in Müller cells. To this end, we explored the effect of D-Asp (D-aspartate) on Ser-2448 mTOR (mammalian target of rapamycin) phosphorylation in primary cultures of chick Müller glia. The results showed that D-Asp transport induces the time- and dose-dependent phosphorylation of mTOR, mimicked by the transportable GLAST inhibitor THA (threo-β-hydroxyaspartate). Signalling leading to mTOR phosphorylation includes Ca2+ influx, the activation of p60src, phosphatidylinositol 3-kinase, protein kinase B, mTOR and p70S6K. Interestingly, GLAST activity promoted AP-1 (activator protein-1) binding to DNA, supporting a function for transporter signalling in retinal long-term responses. These results add a novel receptor-independent pathway for Glu signalling in Müller glia, and further strengthen the critical involvement of these cells in the regulation of glutamatergic transmission in the retina.