2018 Fiscal Year Annual Research Report
Functional significance of the intra-synaptic AMPA receptor density and its relationship to the metaplasticity of synaptic transmission
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16H04662
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
深澤 有吾 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (60343745)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 達也 金沢大学, 医学系, 助教 (00750209)
黒田 一樹 福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (60557966)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | シナプス伝達 / 可塑性 / 受容体 / 分子局在 / 記憶形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、独自に開発した高分解能・高感度で膜タンパク質の分布を可視化できるＳＤＳ処理凍結割断レプリカ標識法(SDS-FRL法)を用いて、海馬及び歯状回のAMPA型グルタミン酸受容体(AMPAR)の神経細胞膜上発現分布と神経活動に応じたシナプス内局在変化、を解析し、単一シナプスレベルのシナプス機能制御機構とその生理的な意義の解明を目指した。 さらに、光遺伝学的操作や種々の薬理学的処置を駆使し、「AMPARのシナプス内発現密度を制御している機構がシナプスのメタ可塑性(可塑性発現能）の構造基盤であること」を証明すると共に、その分子機構や関連する神経修飾系を明らかにして、「脳の記憶機構の本質」に迫ることを目的とした。
平成28年度は、解析に使用する抗AMPAR特異抗体の不足により、抗体作製実験を追加するなどして計画の遅れが生じたが、年度末には作製を完了し、H29年度より１）細胞膜ドメイン毎のAMPAR 分布の定量的比較、２）AMPAR サブユニットの分布解析、３）AMPAR のシナプス内配置の解析、４）シナプス可塑性誘導や光遺伝学的神経活動操作時のシナプス内AMPAR局在変化について解析を進め、細胞膜上に発現しているAMPARの95%がシナプス外の細胞膜上、特に樹状突起細胞膜に発現していること、これらシナプス外AMPARの発現がGluA1サブユニット依存的に制御されていること、シナプス内のAMPARは、シナプス内でクラスターを形成し、このクラスターは確率的に分布すること、そして、シナプス伝達の長期増強に伴いシナプス内AMPAR密度増加が一過性に起こることを突き止めた。H30年度は、５）AMPAR のシナプス発現に関与する遺伝子を改変した動物(CaMKIIa KIマウスとArc遺伝子改変マウス）のシナプス内AMRAR 局在の解析を実施し、AMPAR発現密度に関する知見を得た。現在これらの結果をまとめた論文を執筆中である。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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