グルタミン補給は、マウス前頭前野のグルタミン酸およびグルタミン輸送体の慢性ストレス誘発性の減少を改善します

慢性固定化ストレス（CIS）は、GLU-GLNサイクルと密接に関連するマウス前頭前野（PFC）のグルタミン酸（GLU）とグルタミン（GLN）および低活性のグルタミン酸作動性シグナル伝達を誘導します。GLN補充食は、CIS誘発性の有害な変化を改善します。ここでは、Glu-Glnサイクル関連タンパク質に対するCISおよびGLN補給の効果を調査して、基礎となるメカニズムを特徴付けました。CIS誘発性うつ病マウスモデルを使用して、PFCのGlu-Glnサイクルに関与する11のタンパク質の発現を調べました。CISは、グルタミン酸輸送体1（GLT1）およびナトリウム結合中性アミノ酸トランスポーター（SNAT）1、SANT2、SNAT3、およびSNAT5のレベルを低下させました。GLNの補給はストレスのないグループに影響を与えませんでしたが、ストレスを受けたグループのGLT1とスナットを大幅に増加させました。免疫組織化学分析により、SNAT1とSNAT2がニューロンで減少し、GLT1、SNAT3、およびSNAT5がストレス群の内側PFCの星状細胞で減少したことを確認しましたが、GLN補充食はこれらの減少を改善しました。集合的に、これらの結果は、CIがPFCのGLUおよびGLN輸送を減少させることにより抑うつ様行動を引き起こす可能性があり、GLN添加食がCIの有害な影響を防ぐことができることを示唆しています。

Chronic immobilization stress (CIS) induces low levels of glutamate (Glu) and glutamine (Gln) and hypoactive glutamatergic signaling in the mouse prefrontal cortex (PFC), which is closely related to the Glu-Gln cycle. A Gln-supplemented diet ameliorates CIS-induced deleterious changes. Here, we investigated the effects of CIS and Gln supplementation on Glu-Gln cycle-related proteins to characterize the underlying mechanisms. Using the CIS-induced depression mouse model, we examined the expression of 11 proteins involved in the Glu-Gln cycle in the PFC. CIS decreased levels of glutamate transporter 1 (GLT1) and sodium-coupled neutral amino acid transporter (SNAT) 1, SANT2, SNAT3, and SNAT5. Gln supplementation did not affect the non-stressed group but significantly increased GLT1 and SNATs of the stressed group. By immunohistochemical analysis, we confirmed that SNAT1 and SNAT2 were decreased in neurons and GLT1, SNAT3, and SNAT5 were decreased in astrocytes in the medial PFC of the stressed group, but Gln-supplemented diet ameliorated these decrements. Collectively, these results suggest that CIS may cause depressive-like behaviors by decreasing Glu and Gln transportation in the PFC and that a Gln-supplemented diet could prevent the deleterious effects of CIS.