シナプス前終末におけるカルシウムチャネル複合体の集積・制御機構の分子基盤

• Project/Area Number: 20022021
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 清中 茂樹 Kyoto University, 工学研究科, 助教 (90422980)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000); Fiscal Year 2009: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2008: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: シナプス / カルシウムチャネル / RIM1 / 神経伝達物質放出 / RIMI

Research Abstract

神経伝達物質放出におけるRIM2-4の効果を詳細に検討した。RIM2はRIM1と同様に神経伝達物質含有小胞を膜近傍に集積させ、Ca^<2+>チャネル活性を持続させることで神経伝達物質放出を促進させた。RIM3およびRIM4は、N末端が欠如しているアイソフォームしか知られておらず、その生理的意義はほとんど知られていない。そこで、まずRIM3とRIM4の発現分布について評価し、RIM3、RIM4共に中枢神経系に発現していることを確認した。また、免疫沈降法により、脳内においてRIM3とRIM4が電位依存性Ca^<2+>チャネルと結合することも確認した。神経伝達物質含有小胞の膜近傍への集積については、RIM1やRIM2とは異なり、Rab3結合ドメインを持たないRIM3とRIM4は、小胞の膜近傍への集積を抑制した。Ca^<2+>チャネル活性については、RIM1やRIM2と同様にRIM3とRIM4もCa^<2+>チャネル活性を持続させた。神経伝達物質の放出に関しては、RIM1やRIM2に比べて小さいものの、RIM3とRIM4もその放出を優位に増強させた。すなわち、Rab3結合ドメインを有さないRIM3やRIM4も神経伝達物質の放出に重要な役割を果たす。また、PC12細胞においてsiRNAを用いてRIM1-4の発現をすべて抑制すると、Ca^<2+>チャネル活性が抑制され、神経伝達物質の放出が大幅に減弱した。以上の結果から、RIM family(RIM1-4)と電位依存性Ca^<2+>チャネルとの複合体形成が、神経伝達物質放出において必須な役割を果たしていると言える。

Research Products

• [Journal Article] Ca^<2+> influx and protein scaffolding via TRPC3 sustain PKCβ and ERK activation in B cells. (2010)
  • Author(s): Numaga T, Nishida M, Kiyonaka S, (他7名)
  • Journal Title: J.Cell Sci. 123 Pages: 927-938
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A pathogenic C-terminus-truncated polycystin-2 mutant enhances recept or-activated Ca^<2+> entry via association with TRPC3 and TRPC7. (2009)
  • Author(s): Miyagi K, Kiyonaka S, (他15名)
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 284 Pages: 34400-34412
  • NAID: 120006334914
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular characterization of flubendiamide sensitivity in lepidopterous ryanodine receptor Ca^<2+> release channel. (2009)
  • Author(s): Kato K, Kiyonaka S, (他10名)
  • Journal Title: Biochemistry 48 Pages: 10342-10352
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective and direct inhibition of TRPC3 channels underlies biological activities of a pyrazole compound (2009)
  • Author(s): Kiyonaka S, (他20名)
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106 Pages: 5740-5745
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Changes in temperature preferences and energy homeostasis in dystroglycan mutants (2009)
  • Author(s): Takeuchi K, (他6名), Kiyonaka S, (他3名)
  • Journal Title: Science 323 Pages: 1740-1743
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRPM2-mediated Ca^<2+> influx induces chemokine production in monocytes that aggravates inflammatory neutrophil infiltration (2008)
  • Author(s): Yamamoto S, Shimizu S, Kiyonaka (他14名)
  • Journal Title: Nature Med 14 Pages: 738-747
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 多発性嚢胞腎原因遺伝子ポリシスチン2変異体はTRPC3と複合体を形成し受容体活性化型カルシウム流入を増加させる (2010)
  • Author(s): 清中茂樹, (他10名)
  • Organizer: 第83回 日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場(大阪府)
  • Year and Date: 2010-03-17
• [Presentation] RIM1 confers sutained activity and neurotransmitter vesicle anchoring to presynaptic Ca2+ channels (2008)
  • Author(s): Shigeki Kiyonaka , Yasuo Mori
  • Organizer: FASEB SUMMER RESEARCH CONFERENCES
  • Place of Presentation: Colorado USA
  • Year and Date: 2008-07-08