新しく発見した前シナプス蛋白質の神経伝達物質放出と可塑性における生理作用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09680765
• Research Institution: Kochi Medical School
• Principal Investigator: 高橋 聖一 高知医科大学, 医学部, 助手 (40271093)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 八木 健 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助教授 (10241241) ; 八木 文雄 高知医科大学, 医学部, 教授 (60124814) ; 奥谷 文乃 高知医科大学, 医学部, 助手 (10194490)
• Keywords: シナプス / 前シナプス蛋白質 / ノックアウトマウス / 神経伝達物質 / コンプレキシン / 長期増強 / 海馬

Research Abstract

Complexinはcomplexin I,IIのisoformより成り、神経伝達物質放出に必須であるSNARE complexに結合する蛋白として発見された。さらに重要な特性としてSNARE complexへの結合においてα-SNAPと競合することが示された。このことよりcomplexinはシナプス伝達効率を調節している可能性が示唆された。これを検討するため、アメフラシの神経シナプスにcomplexin II,-SNAP,抗complexin II抗体を注入しシナプス伝達を調べたところ、complexin IIはシナプス伝達を抑制することが明らかとなった。次にcomplexin II欠損マウスを作成し海馬スライスを用いて電気生理学的解析を行った(complexin II欠損マウスは外見上は野性型と区別できず、また生殖も可能である)。その結果、通常のシナプス伝達と短期シナプス可塑性には異常が見られなかったが、長期のシナプス可塑性である長期増強(LTP:Long-term potentiation)がCAl及びCA3領域で低下していた。その低下はLTPを引き起こすテタヌス刺激直後から認められた。このことからcomplexin IIはテタヌス刺激時における伝達物質放出の増強に関与していることが示唆された。この結果はアメフラシの実験結果と矛盾するがその理由は今のところ説明できない。今後の課題としてテタヌス刺激時の伝達物質放出の増強に障害があるかどうかを検討する。またLTPは学習、記憶に関与していることが示唆されているので、complexin II欠損マウスを用いて学習記憶の行動解析を行う予定である。以上、本研究においてcomplexin IIの神経伝達物質放出とシナプス可塑性における生理学的役割がかなり明らかとなった。

Research Products

• [Publications] S.Ono,et al.: "Regulatory roles of complexins in neurotransmitter release from mature presgnaptic nerve terminals." European Journal of Neuroscience. 10. 2143-2152 (1998)
• [Publications] 高橋 聖一: "前シナプス蛋白質の機能解析." 上原記念生命科学財団研究報告集. 12. 221-223 (1998)
• [Publications] S.Takahashi,et al.: "Reduced hippocampal LTP in mice lacking a presynaptic protein:complexin II." European Journal of Neuroscience. 印刷中. (1999)