福島医学雑誌 53 巻 2 号　2003

〔総　　説〕

ATP受容体を介する細胞応答と
細胞外ATP代謝酵素の役割

松　岡　　　功

福島県立医科大学医学部薬理学講座

（受付　2003年1月30日）

ATP Receptor-Mediated Cellular Responses and
Their Regulation by Ecto-Nucleotidases

ISAO MATSUOKA

Department of Pharmacology, Fukushima Medical University
School of Medicine, Fukushima

要旨: ATPは生体のエネルギー代謝，恒常性の維持など細胞内の重要な反応に欠かせない物質として知られている。最近，このATPが細胞外情報伝達物質として多彩な役割をはたすことが明らかになってきた。細胞外ATPの由来は神経終末からの神経伝達物質としての放出，種々の分泌細胞の脱顆粒，非興奮性細胞からのずり応力刺激などの機械刺激による放出，細胞膜が破綻した損傷細胞からの遊離などが知られており，細胞外局所のATP濃度は100mM以上に達すると考えられている。この遊離したATPは，細胞膜上のATP（P2）受容体で認識され，神経終末からの伝達物質放出の調節，平滑筋収縮，プロスタグランジン産生，血小板凝集促進など多彩な反応を生じる。ATPが他の情報伝達物質と異なる点は，細胞外で急速に分解されアデノシンに変換されると，アデノシンを特異的に認識するP1受容体を介して新たな情報物質として働くことである。このP2受容体からP1受容体を介する作用への情報変換は，細胞外ATPを分解する一連のATP分解酵素（ecto-nucleotidase; E-NDase）により媒介される。最近の我々の研究から，E-NDaseとP1受容体は細胞膜上で機能的に共役しており，ATPの分解産物を二次的に利用するというより，積極的にATPを情報物質として認識する受容機構であることが示唆された。多くの組織でATPの作用がE-NDaseとP1受容体の連係により媒介されるケースが認められる。このようなE-NDaseとP1受容体の共役機構は，生体の生理ならびに病態生理におけるATPの役割を理解する上で重要であると考えられる。

索引用語: アデニンヌクレオチド，アデノシン，P2受容体，P1受容体，細胞外ATP分解酵素

Abstract: ATP plays fundamental and ubiquitous roles in intracellular energy metabolism and enzyme regulation. There is now widespread appreciation that ATP also acts as an extracellular mediator.　ATP is released from nerve endings and various secretory cells in an exocytotic manner, from non-excitable cells by mechanical shear stress and from the cytosol of damaged cells.　The local extracellular ATP is estimated to elevate to a concentration of near 100 mM.　Extracellular ATP activates multiple cell surface P2 receptors, thereby inducing diverse physiological effects, such as regulation of neurotransmitter release, smooth muscle contraction, prostaglandin formation and platelet aggregation. Although P2 receptor activation is terminated by hydrolysis of ATP by ecto-nucleotidases (E-NDases), this metabolic step results in production of another extracellular mediator, adenosine (Ade), which in turn initiates P1 adenosine receptor activation.　We previously demonstrated that extracellular ATP stimulates P1 receptors through a rapid and localized Ade production on the membrane surface, and that such close association of E-NDases to P1 receptors may comprise a functional receptor complex for extracellular ATP.　Several lines of evidence from recent studies indicate that various physiological responses to ATP would occur through the E-NDase-P1 receptor interaction.　The effects of ATP occurring through this mechanism are therefore important in exploring their potential physiological and pathological significance.

Key words: adenine nucleotide, adenosine, P2 receptor, P1 receptor, ecto-nucleotidase