優性及び劣性遺伝形態をとる運動失調症マウスの小脳機能の電気生理学的比較

• Project/Area Number: 18019021
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tohoku University (2007); Kyoto University (2006)
• Principal Investigator: 若森 実 Tohoku University, 歯学研究科, 教授 (50222401)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 泰生 京都大学, 工学研究科, 教授 (80212265)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000); Fiscal Year 2007: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2006: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: チャネル / カルシウム / RIM1 / アクティブゾーン / 不活性化 / 運動失調 / Cav2.1 / βサブユニット / パッチクランプ法 / GABA

Research Abstract

運動失調症を呈するトタリング(tg)、リーナー(tg^<la>)及びローリングナゴヤ(tg^<rol>)マウスはP型Ca^<2+>チャネルをコードするCav2.1に変異があり、プルキンエ細胞のP型チャネルの活性が低下していることを明らかにしてきた。また、tg、tg^<la>及びtg^<rol>マウスが持つ変異をCav2.1に導入し、BHK細胞に発現させ、パッチクランプ法を用いて急性単離プルキンエ細胞で得られたデータと同様の傾向が見られることを報告してきた。しかし、BHK細胞に発現させたCav2.1チャネルの不活性化は非常に速いのに対し、急性単離プルキンエ細胞のP型チャネル電流の不活性化は遅い。我々はシナプス前膜でシナプス小胞の開口放出に関わるRIM1(Rab3-interacting molecule 1)がCa^<2+>チャネルのβサブユニットと相互作用し、チャネルの不活性化を修飾することを見出した。RIM1(1079-1257)はCa^<2+>チャネルのβサブユニットと弱く結合するが、不活性化を変化させなかった。一方、RIM1(1258-1463)はCa^<2+>チャネルのβサブユニットと弱く結合し不活性化のkineticsを遅くし、定常状態の不活性化曲線を右方移動させた。kinetics及び、不活性化曲線は2段になり、RIM1(1258-1463)が結合したCa^<2+>チャネルと結合していないCa^<2+>チャネルがあるようである。
RIM1(1079-1463)はCa^<2+>チャネルのβサブユニットと強く結合しRIM1全長と同等かそれ以上に不活性化のkineticsを遅くし、定常状態の不活性化曲線を右方移動させた。以上の結果よりアクティブゾーンにあり神経伝達物質放出に係わるRIM1がC末領域で電位依存性Ca^<2+>チャネルのβサブユニットと結合し、不活性化機構の調節を行い、シナプス伝達効率を調節している可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] RIM1 confers sustained activity and neurotransmitter vesicle anchoring to presynaptic Ca^<2+> channels. (2007)
  • Author(s): Kiyonaka S, Wakamori M, Miki T, Uriu Y, Nonaka M, Bito H, Beedle AM, Mori E, Hara Y, De Waard M, Kanagawa M, Itakura M, Takahashi M, Campbell KP, Mori Y
  • Journal Title: Nature Neuroscience 10 Pages: 691-701
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Solution structure of agelenin, an insecticidal peptide isolated from the spider Agelena opulenta, and its structural similarities to insect-specific calcium channel inhibitors. (2007)
  • Author(s): Yamaji N, Sugase K, Nakajima T, Miki T, Wakamori M, Mori Y, Iwashita T.
  • Journal Title: FEBS Letter 581 Pages: 3789-3794
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutation associated with an autosomal dominant cone-rod dystrophy CORD7 modifies RIM1-mediated modulation of voltage-vependent Ca^<2+> channels. (2007)
  • Author(s): Miki T, Kiyonaka S, Uriu Y, De Waard M, Wakamori M, Beedle AM, Campbell KP, Mori Y
  • Journal Title: Channels 1 Pages: 144-147
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A functional AMPA receptor-calcium channel complex in the postsynantic membrane. (2006)
  • Author(s): Kang, M.G., Chen, C.C., Wakamori, M., Hara, Y., Mori, Y., Campbell, K.P.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 103 Pages: 5561-5566
• [Journal Article] A critical role of TRPM2 in neuronal cell death by hydrogen peroxide. (2006)
  • Author(s): Kaneko, S., Kawakami, S., Hara, Y., Wakamon, M., Itoh, E., Minami, T., Takada, Y., Kume, T., Katsuki, H., Mori, Y., Akaike, A.
  • Journal Title: J.Pharmacol.Sci. 101 Pages: 66-76
  • NAID: 10018237407
• [Journal Article] Coupling of STIM1 to store-operated Ca2+ entry through its constitutive and inducible movement in the endoplasmic reticulum. (2006)
  • Author(s): Baba, Y., Hayashi, K., Fujii, Y., Mizushima, A., Watarai, H., Wakamori, M., Numaga, T., Mori, Y., Iino, M., Hikida, M., Kurosaki, T.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 103 Pages: 16704-16709
• [Journal Article] Arachidonic acid can function as a signaling modulator by activating the TRPM5 cation channel in taste receptor cells. (2006)
  • Author(s): Oike, H., Wakamori, M., Mori, Y., Nakanishi, H., Taguchi, R., Misaka, T., Matsumoto, I., Abe, K.
  • Journal Title: Biochim.Biophys.Acta. 1761 Pages: 1078-1084
• [Journal Article] A CaV2.1 calcium channel mutation rocker reduces the number of postsynaptic AMPA receptors in parallel fiber-Purkinje cell synapses. (2006)
  • Author(s): Kodama, T., Itsukaichi-Nishida, Y., Fukazawa, Y., Wakamori, M., Miyata, M., Molnar, E., Mori, Y., Shigemoto, R., Imoto, K.
  • Journal Title: Eur.J.Neurosci. 24 Pages: 2993-3007
• [Journal Article] Properties of human Cav2.1 channel with a spinocerebellar ataxia type 6 mutation expressed in Purkinje cells. (2006)
  • Author(s): Saegusa, H., Wakamori, M., Matsuda, Y., Wang, J., Mori.Y., Zone.S.
  • Journal Title: Mol.Cell.Neurosci. 34 Pages: 261-270
• [Journal Article] TRPC7. (2006)
  • Author(s): Numaga, T., Wakamori, M., Mori, Y.
  • Journal Title: Handb.Exp.Pharmacol 179 Pages: 143-151
• [Presentation] 電位依存性Ca^<2+>チャネルによる効率的な神経伝達の分子機構. (2008)
  • Author(s): 若森 実
  • Organizer: 第6回口腔医科学フロンティア
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-02-09
• [Presentation] Active zone scaffolding protein RIM1 confers sustained activity to presynaptic Ca^<2+> channels. (2007)
  • Author(s): Wakamori M
  • Organizer: The 7th Japan-Korea Joint Symposium of Brain Sciences, and Cardiac and Smooth Muscles
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-12-09
• [Presentation] 神経伝達物質放出においてアクティブゾーンタンパク質RIM1と電位依存性Ca^<2+>チャネルとの結合がもたらす新たな機能 (2007)
  • Author(s): 若森実、清中茂樹、三木崇史、瓜生幸嗣、森泰生
  • Organizer: 第29回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-11-26
• [Presentation] Mutation Associated with an Autosomal Dominant Cone-Rod Dystrophy CORD7 Modifies RIM1-Mediated Modulation of Voltage-Dependent Ca^<2+> Channels. (2007)
  • Author(s): Wakamori M
  • Organizer: トランスポーター研究会東北部会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-11-25
• [Presentation] 電位依存性P/Q型カルシウムチャネルの不活性化過程の修飾 (2007)
  • Author(s): 若森実、瓜生幸嗣、三木崇史、清中茂樹、森泰生
  • Organizer: 第58回日本薬理学会北部会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-09-29
• [Presentation] Active zone protein RIM1 functionally associates with presynaptic VDCC. (2007)
  • Author(s): Kiyonaka S, Miki T, Nonaka M, Uriu Y, Wakamori M, Mori E, Hara Y, De Waard M, Itakura M, Takahashi M, Bito H, Campbell KP & Mori Y
  • Organizer: 第30回神経科学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Presentation] The RIM1 mutation associated with an autosomal aominant cone-Rod dystrophy CORD7, alters effects of RIM1 on VDCC currents. (2007)
  • Author(s): Miki T, Kiyonaka S, Uriu Y, Wakamori M, Mori E, Itakura M, Takahashi M, Campbell KP & Mori Y
  • Organizer: 第30回神経科学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Presentation] Functional impact of RIM1 family sharing C_2B domain on gating of voltage-dependent Ca^<2+> channels. (2007)
  • Author(s): Uriu Y, Wakamori M, Kiyonaka S, Miki T, Mori E & Mori Y
  • Organizer: 第30回神経科学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Presentation] Effects of RIM1 on inactivation of neuronal voltage-dependent calcium channels. (2007)
  • Author(s): Wakamori M, Uriu Y, Miki T, Kiyonaka S & Mori Y
  • Organizer: 第30回神経科学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-09-12
• [Presentation] 一酸化窒素のシステイン残基直接酸化修飾によるTRPチャネルの活性化機構 (2007)
  • Author(s): 吉田卓史、若森 実
  • Organizer: 第49回日本基礎歯科医学会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-08-29
• [Presentation] プレシナプスアクティブゾーンタンパク質による電位依存性P/Q型カルシウムチャネルの不活性化過程の機能修飾 (2007)
  • Author(s): 若森 実
  • Organizer: 第49回日本基礎歯科医学会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-08-29