脳内サイトカインや増殖因子によるシナプス伝達制御機構の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15300127
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 高橋 正身 北里大学, 医学部, 教授 (10318826)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東 貞宏 北里大学, 医学部, 助手 (80348507) ; 中村 和生 北里大学, 医学部, 講師 (40189030) ; 高垣 洋太郎 北里大学, 医学部, 教授 (50281324) ; 片岡 正和 信州大学, 工学部, 助教授 (90332676)
• Keywords: EGF / NGF / IGF-1 / 成長因子 / 神経伝達物資放出 / 開口放出 / MAPキナーゼ / PI3キナーゼ

Research Abstract

脳内に存在する成長因子がシナプス機能に及ぼす作用を明らかにするため、ラット副腎髄質細胞腫であるPC12細胞からのドーパミン放出への影響を調べた。PC12細胞をNGFやEGF、IGF-1などで短時間前処理すると、Ca^<2+>依存的なドーパミン放出能が亢進した。成長因子による亢進はCa^<2+>イオノフォアであるイオノマイシンで放出を誘発した場合にも見られることから、Ca^<2+>流入以降のステップに作用していると考えられた。NGFやEGFを作用させるとPI3キナーゼおよびMAPキナーゼの活性化が引き起こされ、ドーパミン放出促進もこれらのキナーゼの阻害剤で抑制されたが、IGF-1ではPI3キナーゼの活性化のみが引き起こされた、ドーパミン放出の促進はMAPキナーゼの阻害剤では殆ど抑制を受けなかった。PI(3,5)P2に特異的に結合するPKBのPHドメインとEGFPの融合タンパク質を用いた解析の結果、NGFやEGFでは細胞膜でPI3キナーゼの活性化が起こるのに対し、IGF-1では細胞膜以外の膜系で活性化が起こることが明らかとなった。さらにPI3キナーゼの下流にあるPKBのリン酸化基質の特異抗体を用いてイムノブロット解析を行ったところ、IGF-1処理でリン酸化が亢進されるタンパク質はNGFやEGFとは大きく異なっていた。さらにNGFやEGFでは細胞膜付近の細胞骨格系に大きな変化が引き起こされるのに対し、IGF-1では顕著な変化は引き起こされなかった。以上のことからIGF-1はNGFやEGFと同様にPI3キナーゼ依存的に神経伝達物質放出を促進するが、その分子機序は大きく異なっていることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Masami Takahashi: "New aspects of neurotransmitter release and exocytosis : Regulation of neurotransmitter release by phosphorylation."J.Pharmacolo.Sci.. 93. 41-45 (2003)
• [Publications] 板倉 誠: "神経伝達物質の放出機構"実験医学増刊 脳・神経研究2004. 21. 2357-2360 (2003)