2017 Fiscal Year Research-status Report
プルキンエ細胞シナプス後部におけるカルシニューリン依存的入力認識機構の解明
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17K08485
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
宮崎 太輔 北海道大学, 医学研究院, 助教 (90374230)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | プルキンエ細胞 / カルシニューリン / シナプス特異性 / GABA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【概要】小脳のプルキンエ細胞は興奮性および抑制性入力に対し、棘突起型非対称性シナプスと樹状突起型対称性シナプスによる異なるシナプス結合様式を示すが、この入力依存的なシナプス結合の発達形成機構については不明である。本研究では、プルキンエ細胞シナプスの長期抑圧や精緻化に関わる分子として知られているカルシニューリンに着目し、「プルキンエ細胞シナプス後部にはカルシニューリン依存的な入力認識機構が存在し、入力選択的なシナプス後部形成に関わっている」という仮説を立て、この実験的証明のためにカルシニューリンB1サブユニット（CNB1）分子欠損マウスを用いた形態学的・電気生理学的解析を行った。
【平成29年度の実績】形態学的手法を用いて以下の所見を得た。①CNB1特異抗体を用いたCNB1発現局在解析を行い、CNB1が小脳のプルキンエ細胞の棘突起および抑制性介在ニューロンの細胞体および神経終末に発現していることを明らかにした。②CNB1lox/lox::GluD2cre/+マウスを用いて、CNB1欠損プルキンエ細胞における興奮性、抑制性シナプス結合様式の発達変化を調べたところ、抑制性終末－プルキンエ細胞棘突起間の異所性シナプス形成が生後２週の発達期小脳でも有意に増加しており、その割合は成体マウスのものとほぼ同等であることが明らかとなった。以上の結果はプルキンエ細胞あるいは介在ニューロンに発現するCNB1が発達小脳における興奮性終末－プルキンエ細胞スパイン間のマッチングに重要であることを強く示唆しており、当該研究の作業仮説を強く示唆するものであった。
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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
本研究課題では小脳におけるプルキンエ細胞スパインの入力認識機構の解明を目的として、CNB1lox/lox::GluD2cre/+マウスを用いて、その興奮性および抑制性回路形成、シナプス後部の分子発現を形態学的・生理学的解析により明らかにしていく。その解析項目は以下の６項目に大別される。①CNB1特異抗体を用いたCNB1発現局在解析②CNB1欠損プルキンエ細胞における興奮性、抑制性シナプス結合様式の発達変化③興奮性、抑制性シナプス後部分子発現の定量的解析④抑制性、興奮性入力応答の電気生理解析⑤協調運動機能の検討
平成29年度ではこれらの解析項目の内、①②が予定通り終了しており、その成果は第４０回日本神経科学大会等で報告されており、本研究計画は概ね順調に進行していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題では小脳におけるプルキンエ細胞スパインの入力認識機構の解明を目的として、CNB1lox/lox::GluD2cre/+マウスを用いて、その興奮性および抑制性回路形成、シナプス後部の分子発現を形態学的・生理学的解析により明らかにしていく。平成30年度は研究計画通り、山崎美和子先生(本研究課題研究協力者、北海道大学・准教授)の協力を受け、上記解析項目④抑制性、興奮性入力応答の電気生理解析を行い、並行して③興奮性、抑制性シナプス後部分子発現の定量的解析⑤協調運動機能の検討を行う予定である。
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[Journal Article] Retrograde BDNF to TrkB signaling promotes synapse elimination in the developing cerebellum.2017
Author(s)
Choo M, Miyazaki T, Yamazaki M, Kawamura M, Nakazawa T, Zhang J, Tanimura A, Uesaka N, Watanabe M, Sakimura K, Kano M.
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 8(1)
Pages: 195
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Serotonin rebalances cortical tuning and behavior linked to autism symptoms in 15q11-13 CNV mice.2017
Author(s)
Nakai N, Nagano M, Saitow F, Watanabe Y, Kawamura Y, Kawamoto A, Tamada K, Mizuma H, Onoe H, Watanabe Y, Monai H, Hirase H, Nakatani J, Inagaki H, Kawada T, Miyazaki T, Watanabe M, Sato Y, Okabe S, Kitamura K, Kano M, Hashimoto K, Suzuki H, Takumi T.
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Journal Title
Sci Adv.
Volume: 3(6)
Pages: e1603001
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Alternative splicing in the C-terminal tail of Cav2.1 is essential for preventing a neurological disease in mice.2017
Author(s)
Aikawa T, Watanabe T, Miyazaki T, Mikuni T, Wakamori M, Sakurai M, Aizawa H, Ishizu N, Watanabe M, Kano M, Mizusawa H, Watase K.
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Journal Title
Hum Mol Genet.
Volume: 26(16)
Pages: 3094-3104
DOI
Open Access
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