2014 Fiscal Year Annual Research Report
高次脳神経機能におけるシナプス可塑性の神経細胞外微小環境による制御機構の解明
| Project Area | Deciphering sugar chain-based signals regulating integrative neuronal functions |
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| Project/Area Number |
23110010
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
高宮 考悟 宮崎大学, 医学部, 教授 (40283767)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 糖鎖 / 神経 / シナプス可塑性 / グルタミン酸受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
AMPA受容体細胞外ドメインの糖鎖修飾とそのチャンネル機能や受容体のシナフプス局在にあたえる影響に関する 研究: これまで膜タンパク質であるグルタミン酸受容体に関して、細胞外ドメインは、複雑な糖鎖修飾のために その研究はあまりすすんでいない。そこでまずAMPA型グルタミン酸受容体のGluA1 サブユニットの細胞 外ドメインのN型糖鎖修飾に焦点を絞り、各サブユニットのN型糖鎖修飾を酵素処理により除去した。それにより AMPA型グルタミン酸受容体のチャンネル活性が変化することを見出し、さらにGluA1サブユニットにおいてある 一カ所のN型糖鎖修飾でそれが起こりうることがわかった。そのメカニズムをさまざまな観点から検討したところ、最終的に糖鎖修飾されていないGluA1は、細胞膜上の脂質ラフトにトラップされ脂質ラフト外に拡散しないことがわかった。脂質ラフトを除去する薬剤で処理すると、チャンネル活性がもとの状態にもどることから、AMPA型受容体GluA1は、糖鎖修飾の有無で脂質ラフト内外の輸送が制御され、それに伴いチャンネル活性が変化することが明らかとなった。さらに、糖鎖修飾を受けていないGluA1は、脂質ラフトに局在している酸性糖脂質であるガングリオシドと強く結合することがわかった。さらに、糖鎖変異体をウイルスを用いて培養神経細胞や海馬スライスに発現させ、そのシナプスへの局在や シナプス可塑性への影響を解析した。
さらに、細胞にシグナル伝達を担う、膜タンパクの細胞外N型糖鎖修飾の役割に関して、Gタンパク共役型の受容体における細胞外N型糖鎖修飾のリガンドとの結合における役割の解析を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
プロジェクトが最終段階に入り、培養神経細胞やマウスを使用する実験が増えてきたため、実験に使用する培養やマウスの準備が順調にいかないため時間を要し、研究の進捗がやや遅延している。
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| Strategy for Future Research Activity |
論文作成に向かい、必要な細胞生物学的データ、電気生理学的データの収集を行う。
さらに、その糖鎖構造を領域メンバーと協力しつつ詳細に解析し、それに基づいて糖鎖ドメイン によるAMPA受容体の機能制御を介したシナプス可塑性への関与を観察し、糖鎖修飾による選択的な神経機能制御機構の解明をめざす。技術的アプローチ法としては、￥これまでに作製した遺伝子変異マウスや、ウイルスを用いた遺伝子導入を行っ たマウスを用いた実験を行うことにより、これらAMPA受容体の個々の糖鎖修飾のチャンネル機能への影響を詳細 に検討していく予定である。以上のプロジェクトは、同じ領域内の岡博士、川崎博士、長江博士との共同研究と して行ってゆく。
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