1996 Fiscal Year Annual Research Report
海馬シナプス伝達長期増強の誘発と維持におけるプロテインキナーゼの役割
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08270236
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
福永 浩司 熊本大学, 医学部, 助教授 (90136721)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 秀幸 熊本大学, 医学部, 講師 (60191433)
宮本 英七 熊本大学, 医学部, 教授 (50109659)
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| Keywords | 海馬 / LTP / CaMキナーゼII / シナプシンI / 血小板活性化因子 / 逆行性伝達物質 / プロテインホスファターゼ2A / シナプス可塑性 |
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| Research Abstract |
私達は海馬DA1領域のシナプス伝達長期増強(LTP)の発現に伴って,CaMキナーゼIIの自己燐酸化反応が亢進し,Ca^<2+>非依存性活性が1時間以上亢進することを報告した。さらに^<32>P-無機燐酸でラベルした海馬切片を用いて,CaMキナーゼIIの標的蛋白質を調べると,シナプス前部ではシナプシンI,シナプス後部では微小管付随蛋白質2(MAP2)の燐酸化反応が持続的に亢進することを明らかにした(J.Biol.Chem.1995)。本研究では,海馬LTPにおいてプロテインキナーゼの活性化反応が持続するメカニズムについて調べた。最初に,種々の神経調節物質が段階的に分泌され,プロテインキナーゼの活性化反応を引き起こすことが考えられる。調べた中では,血小板活性化因子がCaMキナーゼII,MAPキナーゼを活性化し,同時にシナプス前部のシナプシンIの燐酸化反応を亢進することを確認した(Abs.Soc.Neurosci.1996)。一方,一酸化窒素,アラキドン酸にはこのような効果は見られなかった。次に,CaMキナーゼIIの脱燐酸化反応に関与するプロテインホスファターゼの活性を調べると,プロテインホスファターゼ2Aの活性が有意に低下していることが解った(Abs.Soc.Neurosci.1997,論文投稿中)。この時,プロテインホスファターゼ2Cの活性は変化しない。また,プロテインホスファターゼ1,プロテインホスファターゼ2BはCaMキナーゼIIの脱燐酸化反応には関与しない。これらの結果は,海馬LTPにおけるCaMキナーゼIIの活性化反応と基質の燐酸化反応の維持にLTPに伴って産生される神経調節物質,血小板活性化因子と,プロテインホスファターゼ2Aの活性低下が重要な役割を担っていること,さらに,蛋白質燐酸化反応が海馬LTPの維持にも関与する可能性を示唆している。
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[Publications] K.Fukunaga: "Increased phosphorylation of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase II and its endogenous substrates in the induction of long-term potentiation" J.Biol.Chem.270. 6119-6124 (1995)
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[Publications] E.Miyamoto: "A role of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase II in the induction of long-term potentiation in hippocampal CA1 area" Neurosci.Res.24. 117-122 (1996)
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[Publications] K.Fukunaga: "CaM kimase II in long-term potentiation" Neurochem.Int.28. 343-358 (1996)
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[Publications] M.Kurino: "Cyclic AMP inhibits activation of mitogen-activated protein kinase and cell proliferation in response to growth factors in cultured rat cortical astrocytes" J.Neurochem.67. 2246-2255 (1996)
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[Publications] S.Yano: "Regulation of CCAAT/enhancer binding protein (C/EBP) family members by stimulation of glutamate receptors in cultured rat cortical astrosytes" J.Biol.Chem.271. 23520-23527 (1996)
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[Publications] M.Kano: "Ca^<2*>-induced rebound potentiation of γ-aminobutyric acid-mediated currents requites activation of Ca^<2+>/calmodulin-dependent kinase II" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 93. 13351-13356 (1996)
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[Publications] D.Muller: "Mechanisms of Expression of long-term potentiatio : Time-dependent reversal and role of protein kinases. In : Long-term Potentiation, Vol.2 (eds.M.Baudry and J.L.Davis)" The MIT Press (Cambridge), 16 (1995)
