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Department of Molecular and Phaemacological Neuroscience, Hiroshima University Institute of Biomedical & Health Sciences

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セロトニントランスポーターに関する研究

「セロトニントランスポーターとは?」

セロトニンは、人間の情動(不安・抑うつ)をコントロールする神経伝達物質のひとつです。セロトニンは、神経細胞で合成され、神経終末(前シナプス)に運ばれてシナプス間隙に放出されます。放出されたセロトニンは、後シナプスの受容体に結合し、情報伝達を行います。放出されたセロトニンの一部は分解されますが、一部は神経終末 に回収され、再利用されます。この神経終末でセロトニンを再回収するのがセロトニントランスポーター(以下SERT)です(図1)。

図1 セロトニントランスポーター

セロトニントランスポーター(SERT)とは


セロトニンを再取り込みすることにより、セロトニン神経伝達の終了を担う。


抗うつ薬の作用点


気分障害、不安障害、自閉症に関与する分子である。



セロトニントランスポーターのはたらき

抗うつ薬の作用点はSERTであり、セロトニンの再回収を阻害することでシナプス間隙のセロトニン濃度を上昇させます。つまり、SERTは、気分障害の発症の鍵となる分子です。また、最近SERTの遺伝子変異や多型が自閉症の発症や性格の形成に関連することが報告されています。SERTの機能調節機構を明らかすることは、これらの病態の理解が深まり、新しい治療法の開発につながると考えられます。

セロトニントランスポーターの一生と膜輸送

SERTは、遺伝子が転写されたのち、小胞体でタンパク質に翻訳され膜に組み込まれます。その後、ゴルジ体を経て形質膜に発現し、初めて細胞外のセロトニンを取り込む機能を発揮できるようになります。その後、エンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれ分解されます(図2)。この過程がSERTの一生です。SERTは、この一生の間、膜に組み込まれたまま輸送されるので、この過程をSERTの膜輸送と呼んでいます。我々は、このSERTの膜輸送の調節機構に焦点を当てて研究をしています。SERT膜輸送を促進、あるいは抑制する薬物は、SERTを発現している細胞のセロトニン取り込み能力を変化させるので、このような薬物を検索しています。これらの薬物は、SERTの膜輸送を介して、セロトニン神経伝達を変化させることにより、SERTが関与する精神神経疾患の治療薬の候補になる可能性があります。

図2 SERTの膜輸送と糖鎖修飾
核において、DNAから転写されたSERTmRNAが核内から出て、小胞体(ER)へ移動。ER内でSERTmRNAはSERTタンパクに翻訳される。

その後、同じくER内で糖鎖付加とホールディングが行われる。

ERから出芽、ゴルジ体へ輸送され完全な糖鎖修飾を受けて、機能的SERTタンパクとなる。

機能的SERTタンパクは、ゴルジ体から出芽して、細胞膜へ輸送されて発現する。

主な発表論文

1.       Fujiwara M, Yamamoto H, Miyagi T, Seki T, Tanaka S, Hide I, Sakai N. Effects of the chemical chaperone 4-phenylbutylate on the function of the serotonin transporter (SERT) expressed in COS-7 cells. J Pharmacol Sci, 122: 71-83, 2013. [PubMed]

2.       Yammamoto H, Tanaka S, Tanaka A, Hide I, Seki T, Sakai N. Long-term exposure of RN46A cells expressing serotonin transporter (SERT) to a cAMP analog up-regulates SERT activity and is accompanied by neural differentiation of the cells. J Pharmacol Sci, 121: 25-38. 2012.[PubMed]

3.       Nobukuni, M., Mochizuki, H., Okada, S., Kameyama, N., Tanaka, A., Yamamoto, H., Amano, T., Seki, T. and Sakai, N. The C-terminal region of serotonin transporter is important for its trafficking and glycosylation. J. Pharmacol. Sci. 111 (2009) 392-404.[PubMed]





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