2018 Fiscal Year Annual Research Report
新規シナプス架橋構造による小脳神経回路形成および運動記憶制御
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17H04020
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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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 邦道 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (10713703)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | シナプスオーガナイザー / C1qファミリー分子 / シナプス刈込 / 運動学習 / シナプス架橋構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経細胞間の情報伝達を担うシナプスは、記憶の形成に関わる重要な部位である。これまで私たちは、C1qファミリー分子が中枢シナプスの形成や機能に深く関与することを明らかにしてきた (Science '16; Neuron '16, '15; Science '10)。とりわけ、運動記憶をささえる小脳の登上線維終末から分泌されるC1q様分子1 (C1qL1) は、プルキンエ細胞棘突起に発現する細胞接着型GPCRのBAI3と結合することにより、同シナプスの形成・除去 (刈り込み)、シナプス可塑性および運動記憶を制御する (Kakegawa et al., Neuron '15)。しかし、C1qL1やBIA3が登上線維シナプスでどのように機能しているかは十分な理解を得ていない。そこで本研究では、小脳登上線維シナプスにおけるC1qL1およびその受容体の役割を解明することにより、C1qファミリー分子の普遍的かつ新しい動作原理を追究した。
本年度は、C1qL1の受容体としてはたらくBAI3の機能について解析を行った。まず、BAI3のシナプス形成誘導能を確かめるために、成熟野生型マウス小脳のプルキンエ細胞にBAI3を過剰発現させた。すると、BAI3過剰発現プルキンエ細胞に対して、複数の登上線維が異常に入力している所見が電気生理学実験により確認された。この結果は形態学的手法によっても確認され、隣のプルキンエ細胞に投射する登上線維が分岐して、BAI3強制発現細胞に入力している様子を捉えることができた。また、この現象はC1qL1-BAI3結合を阻害した条件下では観察されなかった。以上の結果から、C1qL1-BAI3結合で保たれた登上線維シナプスは成熟期においても常に動的であり、両分子の適度な発現による結合状態が同シナプス機能に重要であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今回、C1qL1の受容体として働くBAI3の性質を理解することができた。本成果は、当該研究課題の目標の一つである「C1qファミリー分子の普遍的な動作原理の解明」のための有益な情報となりうるため、「おおむね順調に進展している」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、シナプス可塑性や個体レベルの記憶・学習過程におけるC1qファミリー分子の関与について、さらに解析を進めていきたい。具体的には、これまでに得られたC1qL1-BAI3結合の新所見をもとに、同結合や細胞内シグナル経路へ介入することにより、シナプス可塑性や小脳依存的な運動記憶・学習への影響について追究する。
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