初代培養神経細胞への遺伝子導入によるニューロトロフィン遺伝子の転写調節機構の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11771431
• Research Institution: Toyama Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 田渕 明子 富山医科薬科大学, 薬学部, 助手 (40303234)
• Keywords: ニューロトロフィン / 脳由来神経栄養因子(BDNF) / ニューロトロフィン-3(NT-3) / PACAP / 初代培養神経細胞 / 神経活動 / 電位依存性カルシウムチャネル / プロモーター解析

Research Abstract

本研究は、神経細胞の生存維持や機能に関わるニューロトロフィンである脳由来神経栄養因子(BDNF)とニューロトロフィン-3(NT-3)、pituitary adenylate cyclase activating polypeptide(PACAP)の遺伝子発現制御機構の解明、特に神経活動(脱分極)による制御に着目して解析した。本年度の研究実績は次の通りである。
1.BDNF遺伝子プロモーターの転写制御領域に結合する転写制御因子の同定
4つ存在するBDNF遺伝子プロモーターのうち、プロモーターI,IIは、電位依存性カルシウムチャネル(L-VDCC)経由のカルシウムシグナルに強く応答し、プロモーターIIIは、L-VDCCとグルタミン酸レセプターのNMDAレセプター、双方からのカルシウムシグナルに応答しうることを明らかにした。またプロモーターIは、異なる2つの領域に応答性エレメントが存在しており、下流領域内のcAMP responsive element(CRE)が応答性エレメントの一つであることがゲルシフト法、スーパーシフト法により明らかとなった。
2.BDNFとNT-3遺伝子プロモーター活性に関与するシグナル伝達分子の解析
BDNF遺伝子活性化には、mitogen activated protein kinase(MAPK)カスケードが関与していることが明らかとなった。NT-3遺伝子については現段階ではエレメントが特定できておらす、シグナル伝達分子についても不明である。
3.PACAP遺伝子構造と機能に関する成果
PACAP遺伝子が神経活動で活性化し、生成したPACAPが神経細胞に存在するPACAPレセプターに作用すること、そして神経細胞の生存を維持していることを明らかにした。また、異なるスプライシングによって新規のバリアントが神経細胞に存在していることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Tabuchi,A.: "Novel splice variants of PACAP gene in mouse cerebellar granule cells."Neuroreport. (印刷中). (2001)
• [Publications] Tabuchi,A.: "Involvement of endogenous PACAP expression in the activity-dependent survival of mouse cerebellar granule cells."Neurosci.Res.. 39. 85-93 (2001)
• [Publications] Imamura,L.: "Repression of activity-dependent c-fos and brain-derived neurotrophic factor mRNA ssion by pyrethroid insecticides accompanying a decrease in Ca^<2+> influx into neurons"J.Pharm.Exp.Ther.. 295. 1175-1182 (2000)
• [Publications] Tabuchi,A.: "Differential activation of BDNF gene promoters I and III by Ca^<2+> signals evoked via L-type-voltage dependent and NMDA-receptor Ca^<2->-channels."J.Biol.Chem.. 275. 17269-17275 (2000)