グルタミン酸受容体は中枢における興奮性シナプス伝達に中心的役割を果たしている。遺伝子クローニングによりＡＭＰＡ型、カイニン酸型およびＮＭＤＡ型グルタミン酸受容体チャネルの分子的実体と多様性を明らかにした。ＮＭＤＡ型グルタミン酸受容体チャネルのε１サブユニット欠損マウスでは、海馬におけるシナプス伝達の長期増強が減少し、水迷路学習能力の低下を認めた。ε２サブユニット欠損マウスは、哺乳反射が消失し、三叉神経核においてヒゲ知覚神経に対応するバレレット構造の形成が認められず、シナプス伝達の長期抑圧が検出されなかった。また、小脳プルキニエ細胞に特異的に発現するグルタミン酸受容体チャネルδ２サブユニット欠損マウスは運動失調を示し、平行線維とプルキニエ細胞間のシナプス長期抑圧が欠失していることを明らかにした。さらに、プルキニエ細胞において平行繊維シナプス数の減少と登上繊維の多重支配が観察されることを見い出した。これらの結果から、グルタミン 酸受容体サブユニットが、シナプス可塑性とシナプス形成に関与し、両者に共通の分子的基盤となっていることが明らかとなった。
グルタミン酸受容体遺伝子のノックアウトマウスの解析から、記憶・学習の基本機構に発生・分化の機構が応用されているとの作業仮説に到達し、１．ゼブラフィッシュ分子遺伝学による脳・神経回路網形成の機能分子探索、２．マウスの第二世代標的遺伝子組換えによる記憶・学習の分子機構解析を中心に、脳・神経系の形成と脳高次機能の共通原理解明を目指している。
参考文献
三品昌美「グルタミン酸受容体チャネル、シナプス可塑性、記憶」
蛋白質核酸酵素 38, 2177-2200 (1993).