1998 Fiscal Year Annual Research Report

発達期小脳における、神経活動に依存した過剰な興奮性シナプス除去の分子構造の解明

Research Project

Project/Area Number	10480230
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	狩野方伸金沢大学, 医学部, 教授 (40185963)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田端俊英金沢大学, 医学部, 助手 (80303270) 橋本浩一金沢大学, 医学部, 助手 (00303272)
Keywords	生後発達 / 小脳 / プルキンエ細胞 / 登上線維 / 多重支配 / シナプス除去 / 神経活動 / NMDA受容体
Research Abstract	神経系において、発達初期に過剰なシナプス結合が形成され、不用なものの除去と、有用なものの強化を経て、機能的神経回路網が形成される。成熟動物では小脳プルキンエ細胞は1本の登上線維により支配されるが、発達初期には3〜5本の登上線維の支配を受ける。発達につれて過剰な登上線維が除去され、生後約20日で成熟型の1対1の結合が完成する。申請者らは、ノックアウトマウスの解析から、代謝型グルタミン酸受容体1型(mGluR1)-3量体GタンパクGqのαサブユニット(Gαq)-フォスフォリパーゼCβ4(PLCβ4)-γ型プロテインキナーゼC(PKCγ)のカスケードがこのプロセスに必須であることを明らかにした。平成10年度の本研究において、このカスケードが発達期小脳においてどのようにして活性化されるかを、神経活動依存性およびNMDA受容体依存性に注目して検討した。テトロドトキシン(TTX)、またはNMDA受容体の拮抗剤であるMK-801をethylene-vinylacetate copolymer(ELVAX)に溶媒によって混合し、その微小ブロックを生後10日の発達期マウス小脳の表面に移植して、これからTTXを持続的に小脳に与えた。マウスを成長させ、生後24日から36日の間に、登上線維の支配様式を電気生理学的に解析した。ELVAX近傍の小脳6-8葉で記録すると、vehicle投与群に対してTTX投与群およびMK-801投与群では、登上線維による多重支配を受けるプルキンエ細胞の割合が有意に高かった。これに対し、ELVAXから離れた小脳1/2および10葉では有意差はなかった。したがって、TTXおよびMK-801の効果は小脳内に限局しており、小脳内のNMDA受容体を介する神経活動が、mGluR1-Gαq-PLCβ4-PKCγのカスケードを活性化することが登上線維シナプス除去に必要であると考えられた。

Research Products
(14 results)

All Other

All Publications (14 results)

[Publications] Hashimoto,K.: "Presynaptic origin of paired-pulse depression at climbing fibre to Purkinje cell synapses in the rat cerebellum." J.Physiol.(London). 506. 391-405 (1998)
[Publications] Watase,K.: "Motor discoordination and increased susceptibility to cerebellar injury in GLAST mutant mice." Eur.J.Neurosci.10. 976-988 (1998)
[Publications] Watanabe,M.: "Patterns of expression for the mRNA corresponding to the four isoforms of phospholipase cβin mouse brain." Eur.J.Neurosci.10. 2016-2025 (1998)
[Publications] Watanabe,D.: "Ablation of cerebellar Golgi cells disrupts synaptic integration involving GABA inhibition and NMDA receptor activation in motor coordination." Cell. 95. 17-27 (1998)
[Publications] Kano,M.: "PLC β4 is specifically involved in climbing fiber synapse elimination in the developing cerebellum." Proc.Natl.Acad.Sci.USA.95. 15724-15729 (1998)
[Publications] Tsubokawa,H.: "Elevation of intracellular Na^+ induced by hyperpolarization at the dendrites of pyramidal neurones of mouse hippocampus." J.Physiol.(London). (in press).
[Publications] Miyata,M.: "Corticotropin releasing factor plays a permissive role in cerebellar long-lasting depression." Neuron. (in press).
[Publications] 狩野方伸: "無敵のバイオテクニカルシリーズ/脳・神経研究の進めかた/シナプスに関するトピックスと今後の方向性" 羊土社, 4 (1998)
[Publications] Hashimoto,K.: "Neural Development/Electrophysiological evidence that Gaq is required for climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development." Springer-Verlag,Tokyo, 5 (1999)
[Publications] 狩野方伸: "小脳/神経科学の基礎と臨床VII/小脳登上線維シナプス成熟に関与するシグナル伝達系" ブレーン出版, 17 (1999)
[Publications] Kano,M.: "Slow Synaptic Responses and Modulation./Synaptic development,structural modulation and gene expression.Introductory review.(in press)" Springer-Verlag,Tokyo,
[Publications] Kano,M.: "Slow Synaptic Responses and Modulation./Signal transduction cascade from mGluR1 to PKCγ is involved in climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development.(in press)" Springer-Verlag,Tokyo,
[Publications] Hashimoto,K: "Slow Synaptic Responses and Modulation./Paired-pulse depression of and mGluR-mediated modulation of cerebellar climbing fiber synapses.(in press)" Springer-Verlag,Tokyo,
[Publications] Miyata,M.: "Slow Synaptic Responses and Modulation./Corticotropin releasing factor(CRF)(in press)induces persistent depression of parallel fiber to Purkinje cell synaptic transmission." Springer-Verlag,Tokyo,

1998 Fiscal Year Annual Research Report

発達期小脳における、神経活動に依存した過剰な興奮性シナプス除去の分子構造の解明

Principal Investigator

狩野 方伸 金沢大学, 医学部, 教授 (40185963)

Research Products

[Publications] Hashimoto,K.: "Presynaptic origin of paired-pulse depression at climbing fibre to Purkinje cell synapses in the rat cerebellum." J.Physiol.(London). 506. 391-405 (1998)

[Publications] Watase,K.: "Motor discoordination and increased susceptibility to cerebellar injury in GLAST mutant mice." Eur.J.Neurosci.10. 976-988 (1998)

[Publications] Watanabe,M.: "Patterns of expression for the mRNA corresponding to the four isoforms of phospholipase cβin mouse brain." Eur.J.Neurosci.10. 2016-2025 (1998)

[Publications] Watanabe,D.: "Ablation of cerebellar Golgi cells disrupts synaptic integration involving GABA inhibition and NMDA receptor activation in motor coordination." Cell. 95. 17-27 (1998)

[Publications] Kano,M.: "PLC β4 is specifically involved in climbing fiber synapse elimination in the developing cerebellum." Proc.Natl.Acad.Sci.USA.95. 15724-15729 (1998)

[Publications] Tsubokawa,H.: "Elevation of intracellular Na^+ induced by hyperpolarization at the dendrites of pyramidal neurones of mouse hippocampus." J.Physiol.(London). (in press).

[Publications] Miyata,M.: "Corticotropin releasing factor plays a permissive role in cerebellar long-lasting depression." Neuron. (in press).

[Publications] 狩野方伸: "無敵のバイオテクニカルシリーズ/脳・神経研究の進めかた/シナプスに関するトピックスと今後の方向性" 羊土社, 4 (1998)

[Publications] Hashimoto,K.: "Neural Development/Electrophysiological evidence that Gaq is required for climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development." Springer-Verlag,Tokyo, 5 (1999)

[Publications] 狩野方伸: "小脳/神経科学の基礎と臨床VII/小脳登上線維シナプス成熟に関与するシグナル伝達系" ブレーン出版, 17 (1999)

[Publications] Kano,M.: "Slow Synaptic Responses and Modulation./Synaptic development,structural modulation and gene expression.Introductory review.(in press)" Springer-Verlag,Tokyo,

[Publications] Kano,M.: "Slow Synaptic Responses and Modulation./Signal transduction cascade from mGluR1 to PKCγ is involved in climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development.(in press)" Springer-Verlag,Tokyo,

[Publications] Hashimoto,K: "Slow Synaptic Responses and Modulation./Paired-pulse depression of and mGluR-mediated modulation of cerebellar climbing fiber synapses.(in press)" Springer-Verlag,Tokyo,

[Publications] Miyata,M.: "Slow Synaptic Responses and Modulation./Corticotropin releasing factor(CRF)(in press)induces persistent depression of parallel fiber to Purkinje cell synaptic transmission." Springer-Verlag,Tokyo,

狩野方伸金沢大学, 医学部, 教授 (40185963)