活動依存的な軸索内CO2産生がシュワン細胞傍節のConnexin32開口を誘発
Activity-dependent CO 2 production in the axon triggers opening of Connexin32 in the Schwann cell paranode
シュワン細胞に発現するCx32の機能喪失変異はX連鎖性シャルコー・マリー・トゥース病を引き起こす。活動電位伝播によりシュワン細胞傍節のCx32ヘミチャネルが開口する。軸索内の活動電位伝播に伴うエネルギー需要の結果として生成されるCO2が、Cx32ヘミチャネルの開閉を制御する可能性を検証した。マウス坐骨神経を用いた実験で、細胞間CO2シグナル伝達に必要な要素(CO2源である節ミトコンドリア、CO2透過性アクアポリンAQP1、傍節Cx32、炭酸脱水酵素)が存在することが確認された。外部CO2刺激または活動電位伝播中に、FITC蛍光色素を用いてシュワン細胞のCx32開口を実証した。AQP1または炭酸脱水酵素の薬理学的操作は、活動電位発火中のCx32開閉を変化させた。Cx32 WTと共集合する改変Cx32サブユニットCx32 DNの発現により、活動電位依存的な色素ローディングはCO2とCx32の結合に依存することが明らかになった。したがって、CO2はコネキシンを介してニューロンからグリアへのシグナル伝達を媒介し、CO2透過性アクアポリンと炭酸脱水酵素はこのシグナル伝達機構の重要な構成要素である。
本記事は神経-グリア間のCO2シグナル伝達という基盤メカニズムを新たに解明した基礎生物学の成果であり、X連鎖性シャルコー・マリー・トゥース病(CMTX)の病態理解や、コネキシン・アクアポリンを標的とした新規治療法開発につながる可能性がある。ただし、現時点ではマウス坐骨神経を用いた基礎研究フェーズであり、創薬や診断応用といった産業化には長い時間を要する。長期的に神経変性疾患治療領域にインパクトを与える可能性はあるが、現時点では投資判断に直結する具体的な事業化イベントや市場動向は存在しない。