2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of mechanisms for synapse site-specific regulation of synaptic plasticity by intracellular calcium dynamics
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19H03321
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
真鍋 俊也 東京大学, 医科学研究所, 教授 (70251212)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | カルシウム / シナプス伝達 / 長期増強 / 海馬 / 遺伝子改変マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中枢神経系における情報伝達は、シナプスにおいて神経伝達物質（興奮性ではグルタミン酸）によって媒介される。グルタミン酸は、シナプス前終末に活動電位が到達するとカルシウムチャネルからカルシウムが流入することで放出されるが、このような直接的な放出機構だけでなく、シナプス前終末には小胞体などのカルシウムストアがあり、ここから放出されるカルシウムによっても修飾を受けると想定されているが、その実体についてはほとんど明らかになっていない。また、シナプス後部では、やはりグルタミン酸受容体のNMDA受容体を介して流入するカルシウムにより長期増強などのシナプス可塑性が誘導されるが、ここでも細胞内カルシウムストアの役割についての報告は少ない。これらの点を検討するために、マウスの海馬スライス標本を用いて、電気生理学的解析を進めた。２０１９年度は、シナプス前終末およびシナプス後細胞特異的な遺伝子改変マウスを用いて、細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出を調節すると考えられる分子Xの役割を、電気生理学の技術を用いて検討した。分子Xのシナプス前終末特異的ノックアウトマウスでは、５Hz刺激により誘導される短期的なシナプス可塑性が増大し、分子Xが神経伝達物質の放出を制御していることが明らかとなった。また、シナプス後細胞特異的に分子Xをノックアウトしたマウスでは、１００Hz１秒の高頻度刺激により誘導される長期増強が減弱する傾向を示すことが明らかになったので、今後はこの点についても検討を進める。
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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
分子Xのシナプス前終末およびシナプス後細胞における機能がある程度解明できたため、所期の目的の一部が達成できた。今後の実験を進めるための予備的な実験も進めることができたため、研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
２０１９年度は、シナプス前およびシナプス後の機能解析を進めたが、予備実験により分子Xのノックアウトマウスでは、海馬CA1領域の長期増強が減弱している可能性を見出しているため、２０２０年度は、その再現性を確認するとともに、それが確定できた場合には、その原因を詳細に解明するための実験を進める。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Glial pathology in a novel spontaneous mutant mouse of the Eif2b5 gene: a vanishing white matter disease model2019
Author(s)
Terumitsu-Tsujita, M., Kitaura, H., Miura, I., Kiyama, Y., Goto, F., Muraki, Y., Ominato, S., Hara, N., Simankova, A., Bizen, N., Kashiwagi, K., Ito, T., Toyoshima, Y., Kakita, A., Manabe, T., Wakana, S., Takebayashi, H. and Igarashi, H.
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Journal Title
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] GPR40 activation initiates store operated Ca2+ entry and potentiates insulin secretion via the IP3R1/STIM1/Orai1 pathway in pancreatic beta-cells2019
Author(s)
Usui, R., Yabe, D., Fauzi, M., Goto, H., Botagarova, A., Tokumoto, S., Tatsuoka, H., Tahara, Y., Kobayashi, S., Manabe, T., Baba, Y., Kurosaki, T., Herrera, P., Ogura, M., Nagashima, K. and Inagaki, N.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 9
Pages: 15562
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] GPR40 activation initiates store operated Ca2+ entry and potentiates insulin secretion via the IP3R1/STIM1/Orai1 pathway in pancreatic beta-cells2019
Author(s)
Usui, R., Yabe, D., Fauzi, M., Goto, H., Botagarova, A., Tokumoto, S., Tatsuoka, H., Tahara, Y., Kobayashi, S., Manabe, T., Baba, Y., Kurosaki, T., Herrera, P., Ogura, M., Nagashima, K. and Inagaki, N.
Organizer
American Diabetes Association
Int'l Joint Research
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