神経回路強化に関わる神経終末カルシウムチャネルの機能解析

• Project/Area Number: 18021035
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Medical University
• Principal Investigator: 持田 澄子 Tokyo Medical University, 医学部, 教授 (30096341)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥7,400,000 (Direct Cost: ¥7,400,000); Fiscal Year 2007: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2006: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
• Keywords: 神経回路 / シナブス / カルシウムチャネル / シナプス

Research Abstract

幼若ラット(生後7日)の上頸交感神経節胞を単離し、神経成長因子存在下で数週間培養して形成したN型Ca^<2+>チャネルを介するコリン作動性シナプスのシナプス前細胞核内に脳由来P/Q型Ca^<2+>チャネルalpha1サブユニットcDNAを直接導入して、シナプス前終末に正常なP/Q型Ca^<2+>チャネル(WT)、カルモジュリン結合domain欠損ミュータントP/Q型Ca^<2+>チャネル(delta CBD)、IQ domainポイントミュータントP/Q型Ca^<2+>チャネル(IM-AA)、両 doubleミュータントP/Q型Ca^<2+>チャネル(deltaCBD/IM-AA)を発現させ、ω-コノトキシン存在下でN型Ca^<2+>チャネルをブロックして、脳由来P/Q型Ca^<2+>チャネルの活性化パターンの違いによる神経伝達物質放出変化を、電気生理学的手法を用いて解析した。
シナプス前終末での短期可塑的現象として、paired-pulsefacilitation、augmentationとpost-tetanicpotentiationが知られている。Ca^<2+>チャネル活性増強を抑制したIQdomainポイントミュータントP/Q型Ca^<2+>チャネル(IM-AA)の発現は、paired-pulsefacilitation、augmentationを抑制した。また、Ca^<2+>チャネル不活性化を抑制するカルモジュリン結合domain欠損ミュータントP/Q型Ca^<2+>チャネル(deltaCBD)の発現では、シナプス伝達抑制が抑えられた。
これらの結果は、神経活動に依存した神経終末内残存Ca^<2+>結合蛋白質カルモジュリンに結合してCa^<2+>チャネル活性を調節し、短期可塑性をもたらすことを示唆する。

Research Products

• [Journal Article] Regulation of presynaptic Ca_v2.1 channels by Ca^<2+> sensor proteins mediates short-term synaptic Plasticity (2008)
  • Author(s): Mochida, S.
  • Journal Title: Neuron 57 Pages: 210-216
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A cholinergic model sylapse to elucidate protein function at presynatic terminals (2007)
  • Author(s): Ma, H.
  • Journal Title: Neurosei. Res. 57 Pages: 491-498
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 神経伝達 (2007)
  • Author(s): 持田澄子
  • Journal Title: 高翔 48 Pages: 41-45
• [Journal Article] CD38 is critical for social behavior by regulating oxytocin secretion. (2007)
  • Author(s): Dou Jin, D.
  • Journal Title: Nature 446 Pages: 41-45
• [Journal Article] SAD : a presynaptic kinase associated with synaptic vesicles and the active zone cytomatrix that regulates neurotransmitter release. (2006)
  • Author(s): Inoue, E.
  • Journal Title: Neuron 50 Pages: 261-275
• [Journal Article] TRPM7 ion channel functions in cholinergic synaptic vesicles and affects transmitter release. (2006)
  • Author(s): Krapivinsky, G.
  • Journal Title: Neuron 52 Pages: 485-496
• [Presentation] Cav2.1と短期シナプス可塑性 (2008)
  • Author(s): 持田澄子
  • Organizer: 第85回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-03-26
• [Presentation] Regulation of presynaptic Ca_v2.1 channels by Ca^<2+> sensor proteins mediates short-term synaptic plasticity (2007)
  • Author(s): Mochida, S.
  • Organizer: 37th Annual meeting of the Soc. for Neuroscience
  • Place of Presentation: サンディエゴ
  • Year and Date: 2007-11-05
• [Presentation] シナプスにおける情報伝達制御 (2007)
  • Author(s): 持田澄子
  • Organizer: Neuro2007
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-09-11
• [Presentation] Calcium channels & synaptic plasticity (2007)
  • Author(s): Catterall, A.W.
  • Organizer: Neuro2007
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-09-11
• [Presentation] The TRPM7 ion chiannel functions in cholinergic synaptic vesicle exocytosis. (2007)
  • Author(s): Mochida, S.
  • Organizer: IBRO2007 Satellite Conference Secrelory Vesicle Cycle and Novel Approaches to its Analysis
  • Place of Presentation: ブリスベン
  • Year and Date: 2007-07-10
• [Book] 蛋白核酸酵素2008年3月号増刊 神経の分化, 回路形成, 機能発現 (2008)
  • Author(s): 持田澄子
  • Publisher: 共立出版社