2017 Fiscal Year Research-status Report
カルシウム放出チャネルのS-ニトロシル化及び酸化修飾を介した小脳機能制御機構
| Project/Area Number |
15K06774
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
柿澤 昌 京都大学, 薬学研究科, 准教授 (40291059)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | カルシウム / 一酸化窒素 / 小脳 / 運動学習 / 翻訳後修飾 / リアノジン受容体 / シナプス / 長期増強 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、申請者らが近年、小脳プルキンエ細胞で発見した、カルシウム(Ca2+)放出チャネルの一種、１型リアノジン受容体が一酸化窒素(NO)によるS-ニトロシル化を受け活性化することで起こる新規細胞内Ca2+放出機構、「NO依存的Ca2+放出(NICR)」に着目し、
S-ニトロシル化を受けない変異型リアノジン受容体を発現するノックインマウスの発現型、及び酸化シグナルがNICRに及ぼす影響の解析により、この新規Ca2+放出機構の脳における機能的役割と調節機構を明らかにし、タンパク質のS-ニトロシル化/酸化修飾による神経機能制御機構の解明を進めるとともに、その破綻に起因する疾患の同定・予防・治療へと繋がる基礎的知見を得ることを目標に立案されたものである。
H29年度までに、NICRに必要な3636位のシステインをアラニンに置換した変異型リアノジン受容体を発現するノックインマウス(以下、ノックインマウス)の作成・表現型解析を行い、ノックインマウスにおける変異型リアノジン受容体１のS-ニトロシル化、小脳プルキンエ細胞内でのNICR、小脳平行線維－プルキンエ細胞シナプスにおけるLTP、回転棒テストによる運動協調能、瞬膜反射条件付け学習の消去過程（徳島文理大学・岸本泰司博士との共同研究）に阻害が認められた。これらの結果はリアノジン受容体のS-ニトロシル化ひいてはNICRの小脳機能への関与を示すものであり、その成果を論文にまとめ、現在、投稿中である。さらに加齢個体由来及び活性酸素処理した小脳スライス標本では、リアノジン受容体のS-ニトロシル化及びNICRが阻害されることを明らかにしている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H29年度までに、本研究課題の最大の目標であった、変異型リアノジン受容体１のノックインマウスにおける小脳依存的運動学習の一種、瞬膜反射条件付け学習の消去過程の阻害を明らかにすることで、リアノジン受容体のS-ニトロシル化ひいてはNICRの学習記憶への関与を示すことが出来た。さらにその成果を論文にまとめ投稿するところまで進められたことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価できる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
NICRに必要なNO合成酵素とリアノジン受容体は、ともに小脳以外の海馬や線条体などで、高レベルの発現が見られる。このことは、NICRが小脳運動学習以外の脳機能に関与する可能性を示唆する。そこで最終年度は、オープンフィールドテストなどによりノックインマウスの情動について解析を行う。さらに情動への関与が示された場合、扁桃体、海馬など情動への関与が示唆されている部位において、神経回路発達やシナプス可塑性などの解析を行い、NICRの情動への関与とその神経回路メカニズムについて解明を進めたい。
|
| Causes of Carryover |
実験動物の匹数・繁殖維持費用、小脳運動学習の実施（研究代表者の出張旅費も含む）、及び消耗品費が、効率よく実験が進んだことで（一部、共同研究も含む）論文投稿までに必要になると推定されていたよりもかなり少なくて済んだため、次年度使用額が生じた。次年度は最終年度に当たるため、NICRの情動への関与を調べる実験に加え、論文発表を始めとする成果発表のための費用にも用いる。
|
-
-
-
-
[Presentation] Involvement of Nitric oxide-induced calcium release through type 1 ryanodine receptor in extinction of cerebellum-dependent motor learning2017
Author(s)
Kakizawa S, Kishimoto Y, Miyazaki T, Mikami Y, Murayama T, Nagai M, Yamamoto S, Yamazaki D, Ichimura A, Yamazawa T, Adachi-Akahane S, Watanabe M, Iino M
Organizer
20th International Symposium on Calcium Binding Proteins and Calcium Function in Health and Disease (CaBP20)
Int'l Joint Research
-
[Book] 脳内環境辞典2017
Author(s)
柿澤 昌
Total Pages
158
Publisher
メディカル・ドゥ
ISBN
978-4-944157-64-8
