神経伝達物質受容体

神経伝達物質受容体（神経受容体とも呼ばれる）は、神経伝達物質によって活性化される膜受容体タンパク質^[1]です。^[2]神経伝達物質などの細胞の外側にある化学物質は、受容体がある細胞膜にぶつかることができます。神経伝達物質が対応する受容体にぶつかると、結合し、細胞内で他のイベントが発生するきっかけとなります。したがって、膜受容体は、細胞が互いに通信できるようにする分子機構の一部です 。神経伝達物質受容体は、他の分子ではなく神経伝達物質に特異的に結合する受容体のクラスです。

シナプス後細胞では、神経伝達物質受容体が、イオンチャネルの活動を調節することによって、電気信号をトリガーする信号を受け取ります。神経伝達物質が特定の受容体に結合することで開いたイオンチャネルを通したイオンの流入は、ニューロンの膜電位を変化させることができます。その結果、軸索に沿って走る信号（活動電位を参照）が発生し、シナプスを介して別のニューロンに渡され、場合によっては神経ネットワークに渡されます。^[1]シナプス前細胞には、その細胞から放出された神経伝達物質に特異的な自己受容体と呼ばれる受容体があり、フィードバックを提供し、その細胞からの過剰な神経伝達物質の放出を仲介します。^[3]

神経伝達物質受容体には、イオンチャネル型と代謝型という2つの主要なタイプがあります。イオンチャネル型とは、イオンが受容体を通過できることを意味し、代謝型とは、細胞内のセカンドメッセンジャーがメッセージを中継することを意味します（つまり、代謝型受容体にはチャネルがありません）。代謝型受容体には、Gタンパク質共役受容体など、いくつかの種類があります。^{[2] [4]}イオンチャネル型受容体はリガンド依存性イオンチャネルとも呼ばれ、グルタミン酸やGABAなどの神経伝達物質（リガンド）によって活性化され、特定のイオンが膜を通過できるようになります。ナトリウムイオン（たとえば、グルタミン酸受容体によって通過が許可される）はシナプス後細胞を興奮させ、塩化物イオン（たとえば、GABA受容体によって通過が許可される）はシナプス後細胞を抑制します。抑制は活動電位が発生する可能性を減らし、興奮はその可能性を高めます。対照的に、Gタンパク質共役受容体は興奮性でも抑制性でもありません。むしろ、興奮性イオンチャネルと抑制性イオンチャネルの働きを調整したり、細胞内の貯蔵庫からカルシウムを放出するシグナル伝達カスケードを誘発するなど、幅広い機能を持ちます。^[2]ほとんどの神経伝達物質受容体はGタンパク質共役型です。^[1]

神経伝達物質（NT）受容体は、ニューロンとグリア 細胞の表面にあります。シナプスでは、1つのニューロンが神経伝達物質を介して他のニューロンにメッセージを送信します。したがって、メッセージを受信するシナプス後ニューロンは、その膜のこの特定の場所にNT受容体をクラスター化します。NT受容体は、樹状突起、軸索、細胞体など、ニューロンの膜の任意の領域に挿入できます。^[5]受容体は、特定の神経伝達物質に対する抑制性受容体または興奮性受容体として機能するように、体のさまざまな部分に配置できます^[6]この例として、神経伝達物質アセチルコリン（ACh）の受容体が挙げられます。1つの受容体は骨格筋の神経筋接合部にあり、筋肉の収縮を促進します（興奮）。もう1つの受容体は心臓にあり、心拍数を遅くします（抑制性）^[6]

リガンド依存性イオンチャネル（ LGIC）は、イオンチャネル受容体またはチャネル結合受容体の一種です。これらは、神経伝達物質などの化学伝達物質（リガンド） ^[7]の結合に応じて開閉する膜貫通 イオンチャネルのグループです。 ^[8]

LGICタンパク質複合体上の内因性リガンドの結合部位は、通常、イオン伝導孔が位置する場所とは異なるタンパク質部分（アロステリック結合部位）に位置する。リガンド結合とイオンチャネルの開閉との間の直接的なリンクは、リガンド依存性イオンチャネルの特徴であるが、これはセカンドメッセンジャーを使用する代謝調節型受容体の間接的な機能とは対照的である。LGICは、電位依存性イオンチャネル（膜電位に応じて開閉する）や伸張活性化イオンチャネル（細胞膜の機械的変形に応じて開閉する）とも異なる。^{[8] [9]}

Gタンパク質共役受容体（ GPCR）は、 7回膜貫通ドメイン受容体、 7TM受容体、ヘプタヘリカル受容体、サーペンタイン受容体、 Gタンパク質結合受容体（ GPLR）細胞外の分子を感知し、細胞内のシグナル伝達経路を活性化し、最終的には細胞応答を引き起こす膜貫通受容体の大きなタンパク質ファミリーを構成します。Gタンパク質共役受容体は、酵母、襟鞭毛藻類、[10]、動物などの真核生物にのみ見られます。これらの受容 体に^結合して活性化するリガンドには、光感受性化合物、匂い、フェロモン、ホルモン、神経伝達物質などがあり、サイズは小分子からペプチド、大きなタンパク質までさまざまです。Gタンパク質共役受容体は多くの疾患に関与しており、現代の医薬品の約30％のターゲットでもあります。 ^{[11] [12]}

Gタンパク質共役受容体が関与するシグナル伝達経路には、cAMPシグナル経路とホスファチジルイノシトールシグナル経路の2つがある。^[13]リガンドがGPCRに結合すると、GPCRの構造変化が起こり、グアニンヌクレオチド交換因子（GEF）として機能するようになる。その後、GPCRは結合したGDPをGTPと交換することで、関連するGタンパク質を活性化することができる。その後、Gタンパク質のαサブユニットは、結合したGTPとともにβサブユニットおよびγサブユニットから解離し、αサブユニットの種類（ G _αs、G _αi/o、G _αq/11、G _α12/13 ）に応じて、細胞内シグナル伝達タンパク質にさらに影響を与えたり、機能タンパク質を直接標的としたりすることができる。^{[14] ：1160}

神経伝達物質受容体はリガンド誘導性脱感作を受ける。つまり、神経伝達物質に長時間さらされると反応しなくなる可能性がある。神経伝達物質受容体はシナプス後ニューロンとシナプス前ニューロンの両方に存在し、前者は神経伝達物質を受け取るために、後者は特定の神経伝達物質のさらなる放出を防ぐ目的で使われる。^[15]神経伝達物質受容体はニューロン細胞に見られるほか、様々な免疫組織や筋肉組織にも見られる。多くの神経伝達物質受容体は細胞膜を1回ではなく7回覆うため、蛇行受容体またはGタンパク質共役受容体に分類される。神経伝達物質受容体は、長時間さらされると受け取る神経伝達物質の種類に反応しなくなることが知られている。この現象はリガンド誘導性脱感作^[15]またはダウンレギュレーションとして知られている。

神経伝達物質受容体の主なクラスは以下のとおりです。^[16]

• アドレナリン作動性: α _1A、α _1b、α _1c、α _1d、α _2a、α _2b、α _2c、α _2d、β ₁、β ₂、β ₃
• コリン作動性:
  • ムスカリン：M1、M2、M3、M4、M5
  • ニコチン性：筋肉、神経細胞（α-ブンガロトキシン非感受性）、神経細胞（α-ブンガロトキシン感受性）
• ドーパミン作動性： D ₁、D ₂、D ₃、D ₄、D ₅
• GABA作動性: GABA _A、GABA _B1a、GABA _B1δ、GABA _B2、GABA _C
• グルタミン酸作動性: NMDA、AMPA、カイニン酸、mGluR ₁、mGluR ₂、mGluR ₃、mGluR ₄、mGluR ₅、mGluR ₆、mGluR ₇
• グリシン作動性：グリシン
• ヒスタミン作動性：H ₁、H ₂、H ₃
• オピオイド作動性: μ、δ ₁、δ ₂、κ
• セロトニン: 5-HT _1A、5-HT _1B、5-HT 1D、5-HT _1E、₅ - HT _1F、5 -HT _2A、5-HT _2B、5-HT _2C、5 - HT _3、5 - HT _4、5 - HT _5、5 - HT _6、5 -HT ₇

• ブレインエクスプローラー
• 神経伝達物質 シナプス後受容体
• スナイダー（2009）「神経伝達物質、受容体、セカンドメッセンジャーは40年間で豊富に存在」神経科学ジャーナル29（41）：12717-12721。
• スナイダーとベネット (1976) 脳内の神経伝達物質受容体: 生化学的同定。生理学年次レビュー。第 38 巻: 153-175
• 子どものための神経科学: 神経伝達物質
• 米国議会図書館の権威と語彙: 神経伝達物質受容体
• 神経伝達物質受容体、トランスポーター、イオンチャネル
• 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)における神経調節因子 + 受容体