記憶能力の生後発達を司る分子機構の解明とその学習への応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15200024
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 真鍋 俊也 東京大学, 医科学研究所, 教授 (70251212)
• Keywords: 記憶 / 海馬 / シナプス伝達 / 可塑性 / 発達 / マウス / NMDA受容体 / チロシンリン酸化

Research Abstract

1.NMDA受容体のNR2Bサブユニットの最も強くリン酸化されるチロシン残基であるTyr1472をフェニルアラニンに置換したNR2Bサブユニットを発現するノックインマウスを作製し、その機能解析を行った。このノックインマウスでは、何も処理しない状態で海馬および扁桃体でのNR2Bのチロシンリン酸化の程度は4分の1以下の減少していた。したがって、Tyr1472をひとつ置換するだけで、脳内でのNR2Bチロシンリン酸化が激減することが明らかとなった。このノックインマウスでは、扁桃体の外側核でのシナプス伝達の長期増強が障害され、音刺激による恐怖条件付けに異常が観察され、NR2BサブユニットのTyr1472のリン酸化がシナプス可塑性と恐怖学習に重要な役割を果たすことが明らかとなった。
2.NMDA受容体のNR2Bサブユニットと相互作用する新たなRhoGAPであるp250GAPを同定し、その機能解析を行った。p250GAPのmRNAは脳に豊富に存在し、特に大脳皮質、海馬や視床に多かった。p250GAPはシナプス後肥厚部に濃縮し、NR2BサブユニットやPSD-95蛋白と共局在を示した。また、p250GAPはRhoファミリー蛋白の活性を抑制し、神経突起伸展に変化をもたらした。さらに、NMDA受容体活性化により、p250GAPは脱リン酸化され、その分布が変化した。したがって、p250GAPはNMDA受容体依存性のスパイン形態の調節に関与することが示唆された。
3.カンナビノイドによる海馬抑制性シナプス伝達の逆行性抑制の増強に、シナプス後細胞の1型および3型ムスカリン性アセチルコリン受容体が関与することを、それぞれの受容体を欠損するノックアウトマウスから得られた培養系を用いて明らかにした。

Research Products

• [Publications] Ohno-Shosaku et al.: "Postsynaptic M_1 and M_3 receptors are responsible for the muscarinic enhancement of retrograde endocannabinoid signalling in the hippocampus"Eur.J.Neurosci.. 18. 109-116 (2003)
• [Publications] Nakazawa, T. et al.: "p250GAP, a novel brain-enriched GTPase-activating protein for Rho family GTPases, is involved in the NMDA receptor signaling"Mol.Biol.Cell. 14. 2921-2934 (2003)
• [Publications] Griffin, M.T. et al.: "Muscarinic agonist-mediated heterologous desensitization in isolated ileum requires activation of both muscarinic M_2 and M_3 receptors"J.Pharmacol.Exp.Ther.. 308. 339-349 (2004)