2017 Fiscal Year Annual Research Report
Comparative analysis of the mechanism underlying synaptic vesicle refilling with excitatory and inhibitory neurotransmitters
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16K18397
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| Research Institution | Osaka Medical College |
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Principal Investigator |
江頭 良明 大阪医科大学, 医学部, 助教 (80582410)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 神経伝達物質 / シナプス小胞 / pHイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経伝達はシナプス小胞内に貯蔵された伝達物質の放出を介して起こる。古典的神経伝達物質の小胞内輸送はH+の勾配を利用した2次輸送であることが知られているが、その詳細についてはいまだ議論が続いている。本課題では興奮性伝達物質であるグルタミン酸と抑制性伝達物質であるGABAがシナプス小胞内に充填される機構について、それぞれの小胞内pHをイメージングにより比較解析することで明らかにしようと試みた。
代表者の過去の研究により、グルタミン酸を取り込むシナプス小胞へのH+の流入はグルタミン酸の流入と同程度の速度で起きていることが分かっている（Egashira et al., J Neurosci 2015)。この事実は、グルタミン酸の取込みとH+の動きが時間的に共役していることを示唆しており、伝達物質ごとに充填機構に違いがあれば小胞内pHイメージングによりそれを明らかに出来る可能性を示している。そこで抑制性神経細胞特異的に蛍光タンパク質を発現する遺伝子改変マウスから培養神経細胞を作成し、興奮性及び抑制性シナプスで小胞内pH動態の比較を行った。その結果、両者で大きな違いがあること、またその違いの原因としてGABAの取込みには小胞内の強いアルカリ化が伴うことが判明した（Egashira et al., PNAS 2016）。
今年度はグルタミン酸充填と小胞内pHの共役様式の解明に取り組んだ。ここで問題となったのが、上記の遺伝子改変動物に依存せずに、いかに興奮性シナプスと抑制性シナプスを区別するかである。そこで新規の研究ツールとして興奮性神経細胞特異的に遺伝子発現を起こすウイルスプロモーターの探索を行った。いくつかの遺伝子について検討した結果、VGLUT1のプロモーターが実用可能なレベルで興奮性細胞への強い特異性を示した（Egashira et al., in revision）。
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Research Products
(2 results)
