ヒトヒスタミンH3受容体のクローニングと機能的発現

ヒスタミンは、H3前シナプス受容体を介して中央および末梢神経系における神経伝達物質放出を調節します。ヒスタミンH3受容体の存在は15年前に薬理学的に実証されましたが、集中的な努力にもかかわらず、その分子のアイデンティティはとらえどころのないままです。発現されたシーケンスタグデータベースの相同性検索を通じて、新規Gタンパク質共役受容体を発見するための直接的な取り組みの一環として、生体アミン受容体と有意な相同性を持つ部分クローン（GPCR97）を特定しました。GPCR97クローンを使用して、ヒト視床ライブラリーを調査し、その結果、推定Gタンパク質共役受容体をコードするフルレングスクローンが分離されました。相同性分析では、M2ムスカリン性アセチルコリン受容体と最高の類似性が示され、他のすべての生体アミン受容体と全体的な相同性が低いことが示されました。GPCR97のさまざまな細胞株へのトランスフェクションは、ヒスタミンに応答してフォルスコリン刺激cAMP形成を阻害する能力を付与しましたが、アセチルコリンまたはその他の生物系アミンには付与されませんでした。その後の分析により、ヒスタミンH3受容体のそれと実質的に区別できない薬理学的プロファイルが明らかになりました。ラット脳のin situハイブリダイゼーションにより、以前はH3受容体機能に関連するすべての神経系（大脳皮質、視床、尾側核など）で高レベルのmRNAが明らかになりました。脳におけるその広範な豊富なニューロン発現は、一般的な神経伝達物質変調器としてのヒスタミンの重要性を強調しています。ヒトH3受容体cDNAの入手可能性は、化学的および生物学的試薬の開発を大いに助け、脳機能におけるヒスタミンの役割をより高く評価できるようにする必要があります。

Histamine regulates neurotransmitter release in the central and peripheral nervous systems through H3 presynaptic receptors. The existence of the histamine H3 receptor was demonstrated pharmacologically 15 years ago, yet despite intensive efforts, its molecular identity has remained elusive. As part of a directed effort to discover novel G protein-coupled receptors through homology searching of expressed sequence tag databases, we identified a partial clone (GPCR97) that had significant homology to biogenic amine receptors. The GPCR97 clone was used to probe a human thalamus library, which resulted in the isolation of a full-length clone encoding a putative G protein-coupled receptor. Homology analysis showed the highest similarity to M2 muscarinic acetylcholine receptors and overall low homology to all other biogenic amine receptors. Transfection of GPCR97 into a variety of cell lines conferred an ability to inhibit forskolin-stimulated cAMP formation in response to histamine, but not to acetylcholine or any other biogenic amine. Subsequent analysis revealed a pharmacological profile practically indistinguishable from that for the histamine H3 receptor. In situ hybridization in rat brain revealed high levels of mRNA in all neuronal systems (such as the cerebral cortex, the thalamus, and the caudate nucleus) previously associated with H3 receptor function. Its widespread and abundant neuronal expression in the brain highlights the significance of histamine as a general neurotransmitter modulator. The availability of the human H3 receptor cDNA should greatly aid in the development of chemical and biological reagents, allowing a greater appreciation of the role of histamine in brain function.