2017 Fiscal Year Annual Research Report
A novel role of adhesion-GPCR in synaptic functions and motor learning.
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16K15183
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
掛川 渉 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (70383718)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細胞接着 / Gタンパク質共役型受容体 / シナプス / 記憶・学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、シナプスの形態形成や機能をささえる分子として、細胞接着型Gタンパク共役受容体 (Adhesion-GPCR, ADGR) が注目されている。ADGRは種々の機能ドメインを有する細胞外領域と、GPCRに共通な７回膜貫通部位およびGタンパクと結合する細胞内領域からなるユニークな分子であるが、その活動様式は不明な点が多い。私たちはADGRファミリーに属する脳特異的血管新生抑制因子3 (BAI3) が、運動記憶を担う小脳のプルキンエ細胞に発現し、延髄下オリーブ核登上線維 (CF) 間で形成されるCFシナプスの形態および機能制御に重要な役割を果たしていることを以前に報告した (Kakegawa et al., Neuron, '15)。そこで本研究では、CFシナプスおよび運動記憶を制御するBAI3の活動機構について追究した。
本年度は、BAI3細胞内シグナルの重要性について解析を行った。具体的には、BAI3の細胞内領域に位置する様々な細胞内シグナル分子結合部位をつぶした変異型BAI3を設計し、BAI3発現を欠くBAI3-KOマウスプルキンエ細胞に導入すると、BAI3-KOに観察されたCFシナプス異常がほぼ完全に回復することが分かった。また、野生型成熟マウス小脳プルキンエ細胞にBAI3を過剰発現させると、CF投射領域の拡大が観察され、興味深いことに、このCF投射領域の拡大は、細胞内領域に変異を加えたBAI3においても同様に観察された。これらの結果から、BAI3は細胞内シグナル系とは独立してCFシナプス形成をもたらしている可能性が示唆された。一方、筋芽細胞の融合過程を制御するBAI3の活動過程には、細胞内のシグナル伝達系が必須であることを共同研究により明らかにした。そのため、今後もCFシナプスにおけるBAI3細胞内シグナルの必要性をより詳しく解析していきたい。
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[Journal Article] Chemical labelling for visualizing native AMPA receptors in live neurons2017
Author(s)
Wakayama, S., Kiyonaka, S., Arai, I., Kakegawa, W., Matsuda, S., Ibata, K., Nemoto, Y.L., Kusumi, A., Yuzaki, M., Hamachi, I.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 8
Pages: 14850
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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