棘シナプス内アクチン細胞骨格の活動依存的調節機構の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14780610
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 深澤 有吾 岡崎国立共同研究機構, 統合バイオサイエンスセンター, 助手 (60343745)
• Keywords: アクチン細胞骨格 / 長期増強現象 / シナプス後蛋白質複合体 / 海馬 / シナプス

Research Abstract

脳の重要な機能の一つである記憶は、神経活動依存的に棘シナプスの伝達効率を変化させ(可塑的変化)、神経細胞が構築するネットワーク中を流れる信号経路が変わることで形成される。棘シナプスは、細胞骨格の内アクチン細胞骨格のみを含有するので、アクチン細胞骨格の変化がシナプス膜上の機能分子の機能調節に関与していると考えられる。私は、三菱化学生命科学研究所在籍中、記憶現象の細胞レベルのモデル系である長期増強現象(LTP)を無麻酔無拘束下のラット歯状回で誘導すると、伝達効率の上昇に伴い入力を受けた棘シナプスでアクチン重合が促進し、この変化が可塑的変化の持続時間に重要であることを見出した。そこで、可塑的変化をしたシナプス内の分子動態をより詳細に解析したいと考え解析を行ってきた。1)In vivo LTP実験系を所属研究室に導入する為、機器を購入し実験系を確立した。2)活動依存的アクチン重合のシグナル系の同定、及び3)同定されたシグナル分子がLTPの誘導時に個々のシナプスにおいて、どの様な量的、活性変化を示すか、に関しては、アクチン脱重合因子として知られるコフィリンのリン酸化がLTP誘導後に上昇することを明らかにした。更に4)アクチン重合シグナル系の阻害がLTPに与える影響を調べる目的で、このコフィリンリン酸化を抑制する合成ペプチドを投与し、LTPの持続時間が短縮される実験的証拠を得た。この事より、この分子がLTP誘導後のアクチン重合に直接的に関与している事、アクチン細胞骨格の増加がシナプス伝達の可塑的変化の持続時間に重要な役割を持つことを明らかにした。ここまでの結果を投稿し、受理された。
そこで現在は、次なる課題である5)シナプス膜上分子の局在変化とアクチン細胞骨格系の変化との関連性を検討する為に、シナプス膜上に存在する分子の観察法の確立を行っている。