神経伝達物質開口放出におけるtomosynの調節機構の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15780216
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 初沢 清隆 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (20256655)
• Keywords: 神経細胞 / 開口放出 / 膜融合 / SNARE / syntaxin

Research Abstract

神経伝達物質やホルモンなどの開口放出(exocytosis)は、それらを含む小胞が細胞膜と融合(fusion)することで達成される。近年、融合装置の基本コンポーネント(SNAREタンパク質;小胞側のsynaptobrevinと細胞膜側のsyntaxinとSNAP-25)が明らかになった。
tomosynは、syntaxin結合タンパク質として同定され、SNARE複合体の形成を調節する因子と考えられているが、機能や調節機構はほとんどわかっていない。
〜tomosyn-syntaxin結合の調節機構の解明〜
これまでにPC12細胞をdigitoninで処理し細胞膜に小さな穴をあけ、細胞内のオルガネラの状態は保持したまま、細胞質ゾル(サイトゾル)を適当な条件の溶液と置換する方法でセミインタクト細胞を調製し、tomosynおよび開口放出の解析を行ってきた。この方法を用いて、NSF/α-SNAP存在下にラット脳サイトゾル成分のtomosyn-syntaxin相互作用への影響を検討している。tomosynの動きを視覚的に捉えるために、GFPを付加したコンストラクトを作製し、PC12細胞での安定発現株を樹立した。この株は、セミインタクト処理によってGFP-tomosynの細胞膜局在が観察され、syntaxinと相互作用していると考えられた。
また、tomosynを調節するNSF/α-SNAPを含めたシグナル系を解析する目的で、種々の薬剤を用いて、分泌刺激時におけるtomosynの細胞膜における挙動を検討した。薬剤のうち、フォルボールエステル処理の時に、Ca^<2+>に依存した細胞膜からのtomosynの遊離が観察された。これはtomosynの調節にジアシルグリセロールが関わっていることを示唆するもので、PKCやMunc13が上流で制御している可能性が考えられた。

Research Products

• [Publications] Kiyotaka Hatsuzawa: "The R-SNARE motif of tomosyn forms SNARE core complexes with syntaxin 1 and SNAP-25 and down-regulates exocytosis"J.Biol.Chem. 278. 31159-31166 (2003)
• [Publications] Christina G.Schuette: "Determinants of liposome fusion mediated by synaptic SNARE proteins"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 101. 3376-3380 (2004)