シナプス伝達を制御するサイクリン依存性キナーゼの作用に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680718
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 森脇 晃義 岡山大学, 医学部, 講師 (10144742)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松井 秀樹 岡山大学, 医学部, 教授 (30157234) ; 松下 正之 岡山大学, 医学部, 助手 (30273965) ; 近藤 英作 岡山大学, 医学部, 助手 (30252951) ; 富澤 一仁 岡山大学, 医学部, 助手 (40274287)
• Keywords: サイクリン依存性キナーゼ / Cdk5 / p35 / 海馬 / シナプス小胞 / シナプシン / アクチン

Research Abstract

シナプス伝達におけるサイクリン依存性キナーゼ5の作用を検討した。
成熟ラット脳海馬切片を用いてCA3とCA1錐体細胞間のシナプス伝達を細胞外から記録した。シェーファー交連線維に矩形波刺激(1Hz)を与え、CA1分子層からガラス電極を用いて興奮性シナプス後電位を記録した。潅流液として人工脳脊髄液を用いたが、その中にサイクリン依存性キナーゼ5の阻害剤であるRoscovitineを加えると興奮性シナプス後電位の振幅が、何も加えなかった対照と比較して数倍に増大した。これは、シナプス前終末からの神経伝達物質の放出量の増加、神経伝達物質不活性化機構の低下、シナプス後細胞の応答の変化が原因になると考えられる。
ところで、サイクリン依存性キナーゼ5はシナプシンをリン酸化することがすでに明らかとなっている。シナプシンはシナプス前終末にあり、シナプス小胞とアクチンとの結合に影響を与え、伝達物質の放出機構に関与している。サイクリン依存性キナーゼ5が触媒するシナプシンのリン酸化はシナプス小胞とアクチンとの結合に影響を与えない。ところが、サイクリン依存性キナーゼ5が触媒するリン酸化過程はMAPキナーゼによるシナプシンのリン酸化を抑制する。これらのことからサイクリン依存性キナーゼ5がシナプス小胞のアクチンからの遊離に対し制御を行うことによりシナプス伝達物質の遊離に関与することが示唆された。

Research Products

• [Publications] Lu, Y.-F., Moriwaki, A. et al.: "Enhanced Synaptic Transmission and Reduced Threshold for LTP Induction in fyn-Transgenic Mice"Eur. J. Neurosci.. 11. 75-82 (1999)
• [Publications] Zhen Yan, Tomizawa, K. et al.: "Protein phoshatase 1 modulation of neostriatal AMPA channels: regulation by DARPP-32 and spinophilin"Nature Neurosci.. 2. 13-17 (1999)
• [Publications] Matsusita, M., Nairn, A. C.: "Inhibition of the Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase I cascade by cAMP-dependent protein kinase"J. Biol. Chem.. 274. 10086-10093 (1999)