糖鎖によるシナプス前終末の機能修飾

• Project Area: Deciphering sugar chain-based signals regulating integrative neuronal functions
• Project/Area Number: 26110720
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Doshisha University
• Principal Investigator: 坂場 武史 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (80609511)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: シナプス / 神経科学 / 生理学

Outline of Annual Research Achievements

本年度は以下の２点に関して研究をおこなった。
（１）昨年度の継続として、ラット脳幹聴覚伝導路にあるカリックス型シナプス前終末に膜容量測定法とsynaptotagmin-2-cypHerを用いた光学的測定法を同時に適用し、糖鎖機能を薬理的に急性阻害したときのエキソ・エンドサイトーシスへの効果について検討したところ、シナプス小胞エンドサイトーシスに比較的選択的に影響を与えることがわかった。
（２）細胞外マトリックスに関わるBral2のシナプス伝達の役割について小脳からの急性スライス標本を用いて検討をおこなった。Bral2は脳特異的ヒアルロン酸-プロテオグリカン結合蛋白質であり、ペリニューロナルネットと呼ばれる神経細胞周囲の構造に存在している。ペリニューロナルネットの機能的意義に関しては諸説あるが、Bral2欠損マウス（岡山大との共同研究）を用いた解析でその一端を解明することを試みた。2週齢前後のマウス深部小脳核神経細胞からパッチクランプ記録をおこない、シナプス応答を指標として解析したところ、シナプス伝達効率が有意に減少していることがわかった。連発刺激で観察される短期シナプス抑圧の時間経過には若干の影響があった。自発的な微小シナプス電流の振幅等には影響がなかったことから、シナプス前性に伝達効率が落ちていることが示唆された。現在、シナプス伝達効率の原因を共同研究で形態学的手法などを用いて検討し、とりまとめをおこなっている。
今後は、細胞外マトリックス、ペリニューロナルネットの機能的な役割に関して、より一般的な原理を抽出する必要がある。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Ca(2+) current facilitation determines short-term facilitation at inhibitory synapses between cerebellar Purkinje cells. (2015)
  • Author(s): Francois Diaz-Rojas, Takeshi Sakaba, Shin-ya Kawaguchi
  • Journal Title: The Journal of Physiology Volume: 593 Issue: 22 Pages: 4889-4904
  • DOI: 10.1113/jp270704
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Imaging Exocytosis of Single Synaptic Vesicles at a Fast CNS Presynaptic Terminal. (2015)
  • Author(s): Midorikawa M, Sakaba T.
  • Journal Title: Neuron Volume: 88 Issue: 3 Pages: 492-8
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2015.09.047
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Control of inhibitory synaptic outputs by low excitability of axon terminals revealed by direct recording. (2015)
  • Author(s): Kawaguchi SY, Sakaba T
  • Journal Title: Neuron Volume: 85 Issue: 6 Pages: 1273-1288
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2015.02.013
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Developmental changes in Ca2+ channel subtypes regulating endocytosis at the calyx of Held. (2014)
  • Author(s): Midorikawa M, Okamoto Y, Sakaba T
  • Journal Title: Journal of Physiology Volume: 592 Issue: 16 Pages: 3495-3510
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2014.273243
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Physiology of axon and axon terminals. (2015)
  • Author(s): Sakaba, T
  • Organizer: The 6th Faons congress and the 11th Biennial conference of CNS
  • Place of Presentation: Wuzhen, Zhejiang Province, China
  • Year and Date: 2015-09-21
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] シナプス前終末の生理学 (2015)
  • Author(s): 坂場 武史
  • Organizer: 日本糖質学会
  • Place of Presentation: 東京大学 （東京都文京区）
  • Year and Date: 2015-08-02
  • Invited
• [Presentation] "Presynaptic Recordings from an Inhibitory Terminal" (2014)
  • Author(s): Sakaba T
  • Organizer: Gordon Conference Cell Biology of the Neuron
  • Place of Presentation: Waterville Valley, NH, USA
  • Year and Date: 2014-06-24
  • Invited
• [Remarks] 同志社大学大学院脳科学研究科シナプス分子機能部門
  • URL: http://brainscience.doshisha.ac.jp/introduction/mol/msf.html
• [Remarks] 同志社大学大学院脳科学研究科
  • URL: http://brainscience.doshisha.ac.jp/