シナプス構造の動的再編成の機能的意義

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18200025
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡部 繁男 The University of Tokyo, 大学院・医学系研究科, 教授 (60204012)
• Keywords: シナプス / グルタミン酸受容体 / 可塑性 / 蛍光顕微鏡 / 神経培養

Research Abstract

シナプス後肥厚部(PSD)の分子構造と動態については、個々の分子についての記述は多く存在するが、それらの分子群の動態の基礎となる構造についてはこれまで明らかになっていない。PSD構造は樹状突起スパイン内に形成され、スパインの形態形成とリモデリングにはその細胞質に存在するアクチン細胞骨格が重要な役割を果たす。PSDを構成する複数の足場分子(scaffolding molecules)群についてGFP融合分子を作成し、その動態をタイムラプスイメージング法および蛍光消退法を用いて解析してきた。平成20年度には以下の解析を行った。
1.平成19年度に作成した、シナプス後部に集積するアクチン結合蛋白質であるcortactinの遺伝子座にloxP siteを導入した変異マウス(cortactin flox mouse)を用いて、更にCre遺伝子を発現するトランスジェニックマウスとの交配により、cortactinを完全に全身で欠失したマウスを作成した。予想に反して、この完全欠失動物は正常に発育し、脳機能異常を伺わせる行動学的所見はこれまでの所観察されていない。この動物から調製した海馬スライス培養において錐体細胞にGFP分子を発現させてスパインの密度および形態の測定を行った。少なくともスパインは樹状突起上に形成され、樹状突起の発達にも大きな差異は認められなかった。これらの結果は以前のRNAiによる実験結果と異なり、cortactinはスパインの形成に必須の分子ではないことを示唆する。
2.大脳皮質の錐体細胞のシナプス動態を解析する目的で、in vivo二光子イメージングを行った。頭蓋骨を薄く削る方法により、数週間で形成・消失するスパインの割合は5%程度で、多くのシナプスは長期的に維持されることが示唆された。更にこの手法を用いて末梢性の免疫反応を誘導した際のスパインの形成・消失速度を測定し、末梢の炎症が中枢神経系に波及すると大脳皮質でのスパインのターンオーバーが促進されることが示された。

Research Products

• [Journal Article] Personality in schizophrenia assessed with the Temperament and Character Inventory (TCI) (2008)
  • Author(s): Hori, H., Noguchi, H., Hashimoto, R., Nakabayashi, T., Saitoh, O., Murray, R. M., Okabe, S., and H. Kunugi
  • Journal Title: Psychiatry Research 160 Pages: 175-183
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IQ decline and memory impairment in Japanese patients with chronic schizophrenia (2008)
  • Author(s): Hori, H., Noguchi H.,Hashimoto R., Okabe S., Saitoh O., and H. kunugi.
  • Journal Title: Psychiatry Research 158 Pages: 251-255
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Co-Localization of a novel transcriptional repressor SimiRP58 with RP58 (2008)
  • Author(s): Takahashi, A., Hirai, S., Ohtaka-Maruyama, C., Miwa, A., Hata, Y., Okabe, S. and H. Okado
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications 368 Pages: 637-642
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regtulation of dendritic spine morphology by an NMDA receptor-associated Rho GTPase-activating protein, p250GAP (2008)
  • Author(s): Nakazawa, T., Kuriu, T., Tezuka, T., Umemori, H., Okabe, S., and Yamamot, T.
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry 105 Pages: 1384-1393
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Schizotypal traits in healty women predict prefrontal activation patterns during a verbal fluency task: A near-infraed spectroscopy study (2008)
  • Author(s): Hori, H., Nagamine, M., Soshi, T., Okabe, S., Kim, Y., and H. Kunugi
  • Journal Title: Neuropsychobiology 57 Pages: 61-69
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reciprocal interaction with G-actin and tropomyosin is essential for aquaporin-2 trafficking (2008)
  • Author(s): Noda, Y., Horikawa, S., Kanda, E., Yamashita, M., Meng, H., Eto, K., Kuwahara, M., Hirai, K., Pack, C., Kinjo, M., 0abe, S., and S. Sasaki
  • Journal Title: Journal of Cell Biology 182 Pages: 587-601
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Molecular mechanism of synapse formation in the cortex. (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] 光学顕微鏡によるシナプス動態の解析 (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: 日本顕微鏡学会第52回シンポジウム「顕微鏡の最先端科学への貢献」
  • Place of Presentation: 千葉県千葉市 千葉大学西千葉キャンパス
  • Year and Date: 2008-10-18
• [Presentation] 二光子顕微鏡による生体・組織イメージング (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: 第17回浜松医科大学メディカルホトニクス・コース
  • Place of Presentation: 静岡県浜松市 浜松医科大学
  • Year and Date: 2008-07-29
• [Presentation] 出生後の脳発達においてRcc1の果たす核-細胞質問物質輸送の機能 (2008)
  • Author(s): 西井清雅、西本毅治、橋爪華奈子、熊井まどか、宮野有美、柴田洋三郎、岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区 東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] 断片化Cre recombinase会合に対する二量体結合因子の促進効果と神経細胞への応用に関する研究 (2008)
  • Author(s): 丸尾知彦、海老原達彦、佐藤映美、根東覚、岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区 東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] 遺伝子改変マウスによるコルタクチンの神経細胞内機能解析 (2008)
  • Author(s): 田中慎二、佐藤隆史、原田彰宏、岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区 東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] 活動性操作時の神経細胞移動のイメージング (2008)
  • Author(s): 水口泰介、根東覚、岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区 東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] NMDA受容体に会合するp250GAPによるRhoAシグナリングの制御 (2008)
  • Author(s): 中澤敬信、栗生俊彦、岡部繁男、山本雅
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区 東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-09
• [Presentation] 統合失調症型人格傾向と語流暢課題遂行中の前頭前野賦活パターン:NIRSによる検討 (2008)
  • Author(s): 堀弘明、永岑光恵、曽雌崇弘、岡部繁男、寺田純雄、金吉晴、功刀浩
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区 東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-09
• [Presentation] 発生期皮質における樹状突起とシナプスのリモデリング (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区 東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-09
• [Presentation] Organization and dynamics of postsynaptic molecules. (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: 5th APICA Meeting
  • Place of Presentation: Teheran, Iran
  • Year and Date: 2008-05-17
• [Presentation] Imaging glia-synapse interactions. (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: NIPS-JST International Workshop -From photon to mind -Advanced Nonlinear Imaging & Fluorescence-based Biosensors.
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2008-04-18
• [Presentation] Imaging glia-synapse interactions. (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: Experimental Biology 2008 (Annual Meeting of Professional Research Scientists)
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2008-04-06
• [Remarks]
  • URL: http://synapse.m.u-tokyo.ac.jp/