シナプス活動によって発現制御される、新しい神経接着分子の機能解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680772
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• Principal Investigator: 山形 要人 財団法人 東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 副参事研究員 (20263262)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉浦 弘子 財団法人 東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 主事研究員 (40162870)
• Keywords: 神経活動 / 神経接着分子 / シナプス / 神経可塑性

Research Abstract

シナプス活動による神経の可塑的変化は、発達期における神経回路網の形成だけでなく、記憶・学習などの脳の高次機能の素子過程と考えられている。神経可塑性は伝達効率の変化だけでなく、シナプス結合の形態学的変化も伴い、特に記憶の長期保持(LTPの維持相)には後者が重要な役割を果たしている。本研究は、神経活動によるシナプス伝達効率の上昇、さらにシナプス結合の変化を引き起こす因子を単離し、遺伝子産物の生理機能を明らかにすることを目的とする。海馬のcDNAライブラリーから、subtraction-differential hybridizationを用いて、電撃痙攣刺激によって急速に誘導される新しい最初期遺伝子を見いだした。この遺伝子群の一つを解析したところ、六つのカドヘリンリピートを持つ新しい神経接着分子をコードすることが明らかになり、これをArcadlin(Activity-regulated cadherin-like protein)と名付けた。arcadlinは小脳を除く脳の各部位に発現しており、電撃痙攣刺激によって、海馬の顆粒細胞、内嗅野、梨状葉、扁桃体などで誘導された。arcadlin遺伝子をL細胞にtransfectionし、接着実験を行ったところ、cadherinと同じく、Ca2+依存性に同種結合し、その結合は中和抗体によって阻害された。以上の結果から、Arcadlinが神経活動によって誘導され、シナプスで同種結合することによって、神経活動によるシナプス結合強化が生じ、記憶が長期に保持されると考えられた。

Research Products

• [Publications] O. saitoh, et al.: "RGS7 and RGS8 differentially accelerate G-protein-mediated modulation of K+-currents"J. Biol. Chem.. 274. 9899-9904 (1999)
• [Publications] K. Yamagata, et al.: "Arcadlin is a neural activity-regulated cadherin involved in long term potentiation"J. Biol. Chem.. 274. 19473-19479 (1999)
• [Publications] Y. Irie, et al.: "Molecular cloning and characterization of amida, a novel protein which interacts with a neuron-specific immediate early gene product arc....."J. Biol. Chem.. 275. 2647-2653 (2000)
• [Publications] K. Yamagata, et al.: "Induction of arc, an effector immediate early gene, by methamphetamine in the rat brain"Ann. N. Y. Acad. Sci.. (2000)
• [Publications] K. Yamagata, et al.: "Slow Stnaptic Response and Modulation"Springer-Verlag. 8 (2000)