ラット海馬ニューロンは網状桿体と嗅覚サイクリックヌクレオチドチャネルの両方の遺伝子を発現している：cAMP/cGMP機能の新規ターゲット

Rat hippocampal neurons express genes for both rod retinal and olfactory cyclic nucleotide-gated channels: novel targets for cAMP/cGMP function.

• P A Kingston
• F Zufall
• C J Barnstable

抄録

環状ヌクレオチドチャネル（CNGチャネル）は、Ca(2+)透過性の非特異的な陽イオンチャネルであり、cAMPやcGMPと直接相互作用することで活性化されることが知られている。最近、培養海馬ニューロンにおけるこれらのチャネルの電気生理学的証拠が得られたことから、海馬におけるCNGチャネル遺伝子の発現を調べることにした。PCR増幅により、ラットの成体海馬において、CNGチャネルの棒状光受容体（RCNGC1）と嗅覚受容体細胞（OCNGC1）のサブユニット1の発現が検出された。その結果、CA1～CA3領域の錐体細胞や歯状回の顆粒細胞を含むほとんどの主要ニューロンにおいて、両チャネルのサブタイプの発現が検出された。ハイブリダイゼーションのパターンから、この2つの遺伝子は個々のニューロンでコロケーションしていると結論づけられた。タイプ1 cGMP依存性プロテインキナーゼとCNGチャネルの発現パターンを比較したところ、海馬ニューロンはCNGチャネル活性の急激な変化とリン酸化によって誘導される遅い変化の両方でcGMPレベルの変化に応答できることが示唆された。海馬機能の将来のモデルには、CNGチャネルとその電気的応答と細胞内Ca2+レベルの両方への影響が含まれている必要があります。

Cyclic nucleotide-gated (CNG) channels are Ca(2+)-permeable, nonspecific cation channels that can be activated through direct interaction with cAMP and/or cGMP. Recent electrophysiological evidence for these channels in cultured hippocampal neurons prompted us to investigate the expression of CNG channel genes in hippocampus. PCR amplification detected the expression of transcripts for subunit 1 of both the rod photoreceptor (RCNGC1) and the olfactory receptor cell (OCNGC1) subtype of CNG channel in adult rat hippocampus. In situ hybridization detected expression of both channel subtypes in most principal neurons, including pyramidal cells of the CA1 through CA3 regions and granule cells of the dentate gyrus. From the hybridization patterns, we conclude that the two genes are colocalized in individual neurons. Comparison of the patterns of expression of type 1 cGMP-dependent protein kinase and the CNG channels suggests that hippocampal neurons can respond to changes in cGMP levels with both rapid changes in CNG channel activity and slower changes induced by phosphorylation. Future models of hippocampal function should include CNG channels and their effects on both electrical responses and intracellular Ca2+ levels.