Loading article…
| ギャル | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 識別子 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| エイリアス | GAL、GAL-GMAP、GALN、GLNN、GMAP、ETL8、ガラニンおよびGMAPプレプロペプチド | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：137035; MGI : 95637;ホモロジーン: 7724;ジーンカード：GAL; OMA :GAL - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ウィキデータ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 識別子 | |
|---|---|
| CAS番号 |
|
| ケムスパイダー |
|
| チェムBL |
|
| 化学および物理データ | |
| 式 | Ｃ１４６Ｈ２１３Ｎ４３Ｏ４０ |
| モル質量 | 3 210 .571 グラムモル−1 |
  （これは何ですか？）（確認） | |
ガラニンはGAL遺伝子によってコードされる神経ペプチドであり[5]、ヒトや他の哺乳類の脳、脊髄、腸で広く発現しています。ガラニンシグナル伝達は3つのGタンパク質共役受容体を介して行われます。[6]
ガラニンの機能的役割の多くはまだ解明されていない。ガラニンはニューロンの活動電位の調節と抑制に深く関わっている。ガラニンは、痛覚、覚醒と睡眠の調節、認知、摂食、気分の調節、血圧の調節など、生物学的に多様な多くの機能に関係していることが示唆されており、発達にも関与し、栄養因子として働く。[7]視床下部内側視索前野のガラニンニューロンは、親の行動を支配している可能性がある。[8]ガラニンは、アルツハイマー病、てんかん、うつ病、摂食障害、癌、依存症など、多くの疾患に関連している。[9] [10]ガラニンは、末梢神経系での軸索切断時や脳内で発作活動が発生したときにその生合成が2～10倍増加するため、神経保護作用があると思われる。また、神経新生を促進する可能性もある。[6]
ガラニンは主に抑制性の過分極神経ペプチドであり[11] 、神経伝達物質の放出を阻害します。ガラニンは、アセチルコリン、セロトニン、ノルエピネフリンなどの古典的な神経伝達物質と共局在することが多く、また神経ペプチドY、サブスタンスP、血管作動性腸管ペプチドなどの他の神経調節物質とも共局在します。[12]
発見
ガラニンは、1978年にスウェーデンのカロリンスカ研究所のヴィクトル・ムット教授とその同僚によって、C末端アラニンアミド構造に基づいてペプチドを検出する化学分析技術を使用して、豚の腸抽出物から初めて特定されました[13]。ガラニンは、N末端グリシン残基とC末端アラニンを含むため、このように呼ばれています。[14]ガラニンの構造は1983年に同じチームによって決定され、ガラニンのcDNAは1987年にラットの下垂体前葉ライブラリからクローン化されました。 [13]
組織分布
ガラニンは主に中枢神経系と消化管に存在します。中枢神経系では、視床下部に最も多く存在し、皮質と脳幹にはより低いレベルで存在します。視床下部では、例えば、睡眠促進機能を持つ腹外側視索前核に存在します。脳内では、ガラニンは腹側前脳と扁桃体にも存在します。[15]これに伴い、脳内でのガラニンの免疫反応は視床下部下垂体に集中しています。[16]消化管ガラニンは十二指腸 に最も多く存在し、胃、小腸、結腸にもより低い濃度で存在します。[17] ガラニンは皮膚にも発現し、抗炎症機能を果たします。[18]具体的には、ケラチノサイト、エクリン汗腺、血管周囲に発見されています。[18]ガラニンは内分泌腫瘍にも発見されています。[19]胃がん細胞内では、ガラニンは腫瘍抑制の役割を果たすことがわかっていますが、過剰メチル化によりその腫瘍抑制特性が停止することが示されている。[20]
構造
ガラニンは、 GAL遺伝子によってコード化されたプレプロガラニンと呼ばれる123アミノ酸タンパク質の切断によって生成される、 29アミノ酸（ヒトでは30アミノ酸）の鎖からなるペプチドです。[5]この遺伝子の配列は哺乳類間で高度に保存されており、ラット、マウス、ブタ、ウシ、およびヒトの配列間で85％を超える相同性を示しています。[12]これらの動物形態では、 N末端から最初の15アミノ酸は同一ですが、タンパク質の C末端のいくつかの位置でアミノ酸が異なります。
タンパク質構造のこれらのわずかな違いは、その機能に広範囲な影響を及ぼします。例えば、豚とラットのガラニンはラットとイヌのグルコース誘発性インスリン分泌を阻害しますが、ヒトのインスリン分泌には影響しません。これは、ガラニンと他の調節ペプチドの自家種における効果を研究することが不可欠であることを示しています。[21]
ガラニンファミリータンパク質は4つのタンパク質から構成され、そのうちGALが最初に同定されたタンパク質です。2番目はガラニンメッセージ関連タンパク質（GMAP）で、これもプレプロガラニンの切断から形成される59または60アミノ酸ペプチドです。[14]他の2つのペプチド、ガラニン様ペプチド（GALP）とアラリンは比較的最近同定され、どちらも同じ遺伝子、プレプロGALP遺伝子にコードされています。GALPとアラリンは、この遺伝子の異なる転写後スプライシングによって生成されます。 [22]
受容体
ガラニンシグナル伝達は、 GALR1、GALR2、GALR3という3つのクラスの受容体を介して行われ、これらはすべてGタンパク質共役受容体（GPCR）スーパーファミリーの一部です。ガラニン受容体は、中枢神経系、膵臓、固形腫瘍で発現しています。異なる受容体の発現レベルは場所によって異なり、この分布はニューロンの損傷後に変化します。[6]受容体サブタイプの機能に関する実験では、主に遺伝子ノックアウトマウスが使用されています。受容体の場所と、阻害または刺激される受容体の組み合わせは、ガラニンシグナル伝達の結果に大きく影響します。[6]
臨床的特徴
食欲
ガラニンを側脳室または視床下部に直接注射すると、脂肪を好んで食べる衝動が生まれます。[19]ガラニンはグルコース代謝も調節し、インスリン抵抗性との相互作用により2型糖尿病の症状を緩和する可能性があります。 [23]ガラニンは膵臓のインスリン分泌を阻害します。[19]
中毒
ガラニンは依存症の調節に役割を果たしている。[24]繰り返しのアルコール摂取に関与している。[19]アルコール依存症とともに、ガラニンはニコチンやアヘン剤への依存症にも関与していることが分かっている。[24]
アルツハイマー病
アルツハイマー病後期の脳の病理学的特徴の1つは、生き残ったコリン作動性ニューロンを支配するGAL含有繊維の過剰増殖である。[25]もう1つの特徴は、GALとGAL受容体の発現の増加であり、アルツハイマー病患者の死後脳では最大200%の増加が観察されている。[6] [22]この増加の原因と役割は十分に理解されていない。[25] [26]
過剰神経支配はこれらのニューロンの死を促進するように作用し、ガラニンのコリン作動性ニューロンに対する抑制効果は、これらのニューロンが利用できるアセチルコリンの量を減少させることによって患者の認知機能の退化を悪化させると示唆されている。[6] [25]
2番目の仮説は、GALが海馬を興奮毒性による損傷から保護し、コリン作動性基底前脳のニューロンをアミロイド毒性から保護することに関与していることを示唆するデータに基づいて生成された。 [27]
認知能力
ガラニンは認知能力に関与しており、学習と認知を弱めることが示されています。[19]
うつ
うつ病に関与する2つの神経伝達物質であるノルアドレナリンとセロトニンは、両方ともガラニンによって共発現および調節されており、ガラニンがうつ病の調節に役割を果たしていることを示唆している。[15] Gal1およびGal3受容体の刺激はうつ病様行動をもたらし、Gal2受容体の刺激はうつ病様行動の減少をもたらす。[15]現在、この潜在的なメカニズムの1つは、ガラニンが視床下部-下垂体-副腎系を刺激し、グルココルチコイド分泌の増加につながるというものである。[15]うつ病に苦しむ人々には、グルココルチコイドホルモンのレベルの上昇がよく見られる。[28]
内分泌
ガラニンはインスリンとソマトスタチンの分泌を抑制し、グルカゴン、プロラクチン、成長ホルモン、副腎皮質刺激ホルモン、黄体形成ホルモン、葉酸、成長ホルモン放出ホルモン、視床下部性腺刺激ホルモン放出ホルモン、副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモンの分泌を刺激します。[29]
てんかん
海馬のガラニンはグルタミン酸の阻害剤であるが、 GABAの阻害剤ではない。これは、ガラニンが発作閾値を高める能力があることを意味しており[6]、したがって抗けいれん剤として作用することが期待されている。具体的には、GalR1は自発性発作の抑制に関連している。[30] [31]アゴニスト抗てんかん薬候補はNAX 5055である。[32] [33]
開発中
ガラニンは、出生後の脊髄後根神経節（DRG）の早期神経発達の制御に役割を果たしていることが示されています。 [13]ガラニン変異体動物では、成体DRG細胞数が13％減少し、サブスタンスPを発現する細胞の割合が24％減少しています。これは、発達中のDRGで通常発生するアポトーシスによる細胞損失がガラニンによって制御されており、ガラニンが存在しないと死ぬ細胞数が増加することを示唆しています。
痛みと神経保護
ガラニンは疼痛処理において抑制的な役割を果たしており、[34]高用量では疼痛を軽減することが示されています。[19]ガラニンを脊髄に加えると、神経障害性疼痛が軽減されます。[35]これに加えて、ガラニンは脊髄の過剰興奮を軽減するのに効果的であると考えられています。[35]感覚ニューロンは損傷を受けるとガラニンをますます放出します。[35]ガラニン濃度の上昇は神経保護上の理由によるものと考えられており、神経新生の促進につながります。[19] GalR2 の活性化は、ガラニンが脊髄後根神経節で果たす生存役割を媒介すると考えられています。[34]
マウスにおける親の役割
脳の内側視索前野にあるガラニン発現ニューロンは、雄マウスの子犬に対する攻撃性を制御する役割を担っている。[8]
内側視索前野のガラニン発現ニューロンは妊娠中に再構築される。ガラニン（Gal）発現ニューロンのエストロゲンとプロゲステロンのゲノム受容体は可塑性の個別の側面を制御する。[36]
参照
参考文献
- ^ abc GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000069482 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000024907 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ 「Human PubMed Reference:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「マウス PubMed リファレンス:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ ab Evans H、 Baumgartner M、Shine J、Herzog H（1993年12月）。「ヒトプレプロガラニンをコードする遺伝子のゲノム構成と局在」。ゲノミクス。18（3）：473-477。doi ：10.1016/S0888-7543（11）80002-9。PMID 7508413 。
- ^ abcdefg 満川 K、Lu X、Bartfai T (2008 年 6 月)。 「ガラニン、ガラニン受容体および薬物標的」。細胞および分子生命科学。65 (12): 1796–1805。土井：10.1007/s00018-008-8153-8。PMC 11131746。PMID 18500647。S2CID 263470319 。
- ^ Mechenthaler I (2008年6月). 「ガラニンと神経内分泌軸」.細胞および分子生命科学. 65 (12): 1826–1835. doi :10.1007/s00018-008-8157-4. PMC 11131683. PMID 18500643. S2CID 8754964 .
- ^ ab Wu Z, Autry AE, Bergan JF, Watabe-Uchida M, Dulac CG (2014年5月). 「内側視床下部領域のガラニンニューロンが親の行動を制御」. Nature . 509 (7500): 325–330. Bibcode :2014Natur.509..325W. doi :10.1038/nature13307. PMC 4105201. PMID 24828191 .
- ^ Lundström L, Elmquist A, Bartfai T, Langel U (2005). 「神経疾患におけるガラニンとその受容体」. Neuromolecular Medicine . 7 (1–2): 157–180. doi :10.1385/NMM:7:1-2:157. PMID 16052044. S2CID 19729607.
- ^ Berger A、Santic R、Hauser-Kronberger C、Schilling FH、Kogner P、Ratschek M、他。 (2005 年 6 月)。 「ヒトの癌におけるガラニンとガラニン受容体」。神経ペプチド。39 (3): 353–359。土井：10.1016/j.npep.2004.12.016。PMID 15944034。S2CID 1108702 。
- ^ 伊藤 正之 (2009年9月). 「小脳回路における神経ペプチドの機能的役割」.神経科学. 162 (3): 666–672. doi :10.1016/j.neuroscience.2009.01.019. PMID 19361475. S2CID 207245197.
- ^ ab Bartfai T (2000). 「ガラニン – 中枢神経系に重要な作用を持つ神経ペプチド」。2010年12月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年11月19日閲覧。
- ^ abc Wynick D、Thompson SW、McMahon SB（2001年2月）。「神経系における多機能神経ペプチドとしてのガラニンの役割」。Current Opinion in Pharmacology。1（1）：73–77。doi ： 10.1016 /S1471-4892（01）00006-6。PMID 11712539 。
- ^ ab Hökfelt T, Tatemoto K (2008 年 6 月). 「ガラニン - 多才な神経ペプチドとともに歩んだ 25 年」.細胞および分子生命科学. 65 (12): 1793–1795. doi :10.1007/s00018-008-8152-9. PMC 11131681. PMID 18500648. S2CID 19878753 .
- ^ abcd Kuteeva E、Hökfelt T、Wardi T、Ogren SO (2010)。ヘクフェルト T (編)。 「ガラニン、ガラニン受容体サブタイプおよびうつ病様行動」。エクスペリエンシア サプリメント (2012)。エクスペリエンシアの補足。102 .スプリンガー: 163–181。土井：10.1007/978-3-0346-0228-0_12。ISBN 978-3-0346-0227-3. PMID 21299068。
- ^ Ch'ng JL、Christofides ND、Anand P、Gibson SJ、Allen YS、Su HC、他 (1985 年 10 月)。「中枢神経系におけるガラニン免疫反応性の分布とガラニン含有神経経路の損傷に対する反応」。神経科学。16 ( 2 ) : 343–354。doi :10.1016/0306-4522(85)90007-7。PMID 2417156。S2CID 32774212。
- ^ Kaplan LM、Spindel ER、Isselbacher KJ 、 Chin WW (1988年2月)。「ラットガラニン遺伝子の組織特異的発現」。 米国科学アカデミー紀要。85 (4):1065–1069。Bibcode : 1988PNAS ...85.1065K。doi : 10.1073/ pnas.85.4.1065。PMC 279702。PMID 2448788。
- ^ ab バウアー JW、ラング R、ヤカブ M、コフラー B (2010)。ヘクフェルト T (編)。 「皮膚機能におけるガラニンファミリーのペプチド」。エクスペリエンシア サプリメント (2012)。エクスペリエンシアの補足。102 .スプリンガー：51-59。土井：10.1007/978-3-0346-0228-0_5。ISBN 978-3-0346-0227-3. PMID 21299061。
- ^ abcdefg 満川 K、Lu X、Bartfai T (2010).ヘクフェルト T (編)。 「ガラニン、ガラニン受容体、および薬物標的」。エクスペリエンシア サプリメント (2012)。エクスペリエンシアの補足。102 .スプリンガー: 7–23。土井：10.1007/978-3-0346-0228-0_2。ISBN 978-3-0346-0227-3. PMID 21299058。
- ^ Yoon D, Bae K, Lee MK, Kim JH, Yoon KA (2018-02-20). Suzuki H (ed.). 「ガラニンは胃がん細胞においてエピジェネティックにサイレンシングされた腫瘍抑制遺伝子である」. PLOS ONE . 13 (2): e0193275. Bibcode :2018PLoSO..1393275Y. doi : 10.1371/journal.pone.0193275 . PMC 5819827 . PMID 29462183.
- ^ Bersani M、Johnsen AH、Højrup P、Dunning BE、Andreasen JJ、Holst JJ (1991 年 6 月)。「ヒトガラニン: 一次構造と 2 つの分子形態の同定」。FEBS Letters。283 ( 2 ) : 189–194。Bibcode :1991FEBSL.283..189B。doi : 10.1016 /0014-5793(91)80585- Q。PMID 1710578。S2CID 19148582 。
- ^ ab Lang R、Gundlach AL、Kofler B (2007 年 8 月)。「ガラニンペプチドファミリー: 受容体薬理学、多面的生物学的作用、および健康と疾患への影響」。薬理学と治療学。115 (2): 177–207。doi : 10.1016 / j.pharmthera.2007.05.009。PMID 17604107 。
- ^ Fang P 、Yu M、Shi M、Bo P、Zhang Z（2020年1月）。「ガラニンペプチドファミリーによるグルコース代謝の調節」。Frontiers in Neuroendocrinology。56：100801。doi：10.1016 /j.yfrne.2019.100801。PMID 31705911。
- ^ ab Genders SG、 Scheller KJ、Djouma E（2020年3月）。「 神経ペプチドによる依存症の調節：ガラニンに焦点を当てる」。神経科学と生物行動レビュー。110 ：133–149。doi ：10.1016/j.neubiorev.2018.06.021。PMID 29949733。S2CID 49486365 。
- ^ abc Counts SE、Perez SE、Mufson EJ (2008 年 6 月)。「アルツハイマー病におけるガラニン: 神経抑制か神経保護か?」 細胞および分子生命科学。65 (12): 1842–1853。doi : 10.1007/s00018-008-8159-2。PMC 2911017。PMID 18500641。
- ^ Counts SE、Perez SE、Ginsberg SD、De Lacalle S、Mufson EJ (2003 年 5 月)。「アルツハイマー病におけるガラニン」。分子介入。3 ( 3 ): 137–156。doi :10.1124/mi.3.3.137。PMID 14993421 。
- ^ ディン X、マクタビッシュ D、カー S、ジャマンダス JH (2006 年 2 月)。 「ガラニンはラットのコリン作動性前脳基底核ニューロンにおけるベータアミロイド（Abeta）毒性を軽減する」。病気の神経生物学。21 (2): 413–420。土井：10.1016/j.nbd.2005.08.016。PMID 16246567。S2CID 53192040 。
- ^ Anacker C、Zunszain PA、Carvalho LA、Pariante CM（2011年4月）。「グルココルチコイド受容体：うつ病と抗うつ治療の要？」Psychoneuroendocrinology . 36（3）：415–425. doi：10.1016/j.psyneuen.2010.03.007. PMC 3513407. PMID 20399565 .
- ^ ズドロイェヴィチ Z、ソヴィンスカ E、シュトゥカ＝ピエキェヴィチ A (2000)。 「[内分泌系におけるガラニンの役割]」。内分泌疾患、糖尿病疾患 I Choroby Przemiany Materii Wieku Rozwojowego。6 (2): 129-134。PMID 12818074 。2023 年1 月 28 日に取得。
- ^ Mazarati A, Lu X, Shinmei S, Badie-Mahdavi H, Bartfai T (2004). 「ガラニン受容体タイプ1（GalR1）ノックアウトマウスのてんかん重積状態の3つのモデルにおける発作、海馬損傷、神経新生のパターン」。Neuroscience . 128 (2): 431–441. doi :10.1016/j.neuroscience.2004.06.052. PMC 1360211 . PMID 15350653.
- ^ Zhang L、Robertson CR、Green BR、 Pruess TH、White HS、Bulaj G (2009 年 3 月)。「全身活性ガラニン類似体の抗けいれん活性を調節するためのリポアミノ酸の構造要件」。Journal of Medicinal Chemistry。52 ( 5 ): 1310–1316。doi :10.1021/jm801397w。PMC 2765488。PMID 19199479。
- ^ Bulaj G、Green BR、Lee HK、Robertson CR、White K、Zhang L、他 (2008 年 12 月)。「強力な抗けいれん作用を持つ、高親和性で全身活性のガラニン類似体の設計、合成、特性評価」。Journal of Medicinal Chemistry。51 ( 24): 8038–8047。doi :10.1021/jm801088x。PMID 19053761 。
- ^ White HS、Scholl EA、Klein BD、Flynn SP、Pruess TH、Green BR、他 (2009 年 4 月)。「新規抗てんかん薬の開発: 全身活性ガラニン類似体 NAX 5055 のてんかんモデルにおける特性評価」。Neurotherapeutics。6 ( 2 ) : 372–380。doi :10.1016 / j.nurt.2009.01.001。PMC 4402707。PMID 19332332。
- ^ ab Hobson SA、Bacon A、Elliot-Hunt CR、Holmes FE、Kerr NC、Pope R、他。 （2010年）。ヘクフェルト T (編)。 「ガラニンは中枢神経系および末梢神経系に対する栄養因子として作用します。」エクスペリエンシア サプリメント (2012)。エクスペリエンシアの補足。102 .スプリンガー: 25–38。土井：10.1007/978-3-0346-0228-0_3。ISBN 978-3-0346-0227-3. PMID 21299059。
- ^ abc Xu XJ、Hökfelt T、Wiesenfeld-Hallin Z (2010)。Hökfelt T (編)。「ガラニンと脊髄痛のメカニズム：過去、現在、そして未来」。Experientia Supplementum (2012)。Experientia Supplementum。102。Springer ：39–50。doi ：10.1007 / 978-3-0346-0228-0_4。ISBN 978-3-0346-0227-3. PMID 21299060。
- ^ Ammari R, Monaca F, Cao M, Nassar E, Wai P, Del Grosso NA, et al. (2023年10月). 「ホルモンを介した神経リモデリングが妊娠中の子育て開始を調整する」. Science . 382 (6666): 76–81. Bibcode :2023Sci...382...76A. doi :10.1126/science.adi0576. PMC 7615220. PMID 37797007 .
外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)におけるガラニン