2019 Fiscal Year Annual Research Report
Novel regulatory mechanisms of the synaptic plasticity by BRAG2-Arf6 signaling pathway
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17K07082
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
深谷 昌弘 北里大学, 医学部, 准教授 (10360900)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 興奮性シナプス / AMPA受容体 / BRAG2 / Arf6 / マウス / 海馬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、BRAG2の新規相互作用分子として単離したPSD-95とendophilin 3に着目し、BRAG2のPSDでの局在制御機構を解明するとともに、シナプス可塑性の一つである長期抑圧(LTD)において、BRAG2-Arf6シグナル経路を介したAMPA型グルタミン酸受容体の輸送調節機構を分子解剖学および生化学的手法やライブセルイメージング手法を用いて解明することを目的として研究を行った。その結果、培養海馬神経細胞での蛍光標識BRAG2の発現解析によって、PSD-95との相互作用によるBRAG2の局在制御機構を解明するとともに、BRAG2のプロリンリッチ領域がendophilin 3のSH3領域との相互作用に重要であることを明らかにした。また、mGluR刺激によるLTD誘導時に、BRAG2とendophilin 3との結合量が増加すること、それに伴ってArf6活性が増加することを明らかにするとともに、海馬神経細胞でのLTD誘導時のAMPA受容体のシナプス表面発現量変化の解析を行い、BRAG2がノックダウンされるとmGluR刺激によって起こるAMPA受容体のシナプス表面発現量の減少が抑制され、この変化がBRAG2とendophilin 3との結合に依存することを明らかにした。さらに、新鮮海馬スライスを用いたLTD誘導時のBRAG2とAMPA受容体の量的変化を免疫電子顕微鏡解析で明らかにした。一方、海馬神経細胞のライブセルイメージングによってLTD誘導時の蛍光標識BRAG2の動態を明らかにした。これらの結果から、BRAG2がendophilin 3との相互作用を介して、mGluR刺激依存的にAMPA受容体の輸送を調節することが示唆され、本研究によって、BRAG2-Arf6シグナル経路による興奮性シナプスの可塑性調節機構の一端を解明することができた。
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[Journal Article] Mice lacking EFA6C/Psd2, a guanine nucleotide exchange factor for Arf6, exhibit lower Purkinje cell synaptic density but normal cerebellar motor functions2019
Author(s)
Saegusa S, Fukaya M, Kakegawa W, Tanaka M, Katsumata O, Sugawara T, Hara Y, Itakura M, Okubo T, Sato T, Yuzaki M, Sakagami H
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Journal Title
PLoS One
Volume: 14
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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