哺乳類の大脳皮質を構成するニューロンのうち8割程度をグルタミン酸作動性ニューロンが占め、9割のシナプスはグルタミン酸を神経伝達物質として用いる。従って、グルタミン酸がニューロンへと適切に供給されることは我々の脳が正常に働くために必須である。これまでに、ニューロンから放出されたグルタミン酸のアストロサイトを介した再利用がニューロンのグルタミン酸量の維持に貢献することが知られていた。しかし、神経活動の活発化によるグルタミン酸需要の上昇時に、新規にグルタミン酸を供給する経路はほとんど明らかではない。グルタミン酸は血液脳関門を通過することが出来ないため、なんらかの炭素源、及び窒素源から脳内で合成されることに注目し、本研究では新規グルタミン酸合成経路をマウス細胞及びヒト細胞において明らかにすることを目指している。本年度はまずマウス由来のニューロンについて、安定同位体ラベルした炭素源の代謝経路のトレースを行った。そして、神経活動が、その代謝経路へ及ぼす影響についても調べた。同時に、ヒトiPS細胞由来のニューロンでもマウスニューロンと同じ代謝経路が用いられているかを調べるための準備として、ヒトiPS細胞の遺伝子組換え操作を行った。本研究ではてんかん、統合失調症などの治療の手がかりを得ることを目指す。