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2009 Fiscal Year Annual Research Report

GPCRヘテロ複合体による中枢シナプス可塑性の調整

Research Project

Project/Area Number 20022025
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

田端 俊英  University of Toyama, 大学院・理工学研究部(工学), 准教授 (80303270)

Keywords神経科学 / 生理学 / 脳・神経 / シグナル伝達 / シナプス可塑性 / 学習 / 記憶 / 運動
Research Abstract

小脳プルキンエ細胞(PC)の代謝型グルタミン酸受容体mGluR1はG_<q/11>タンパクシグナル系を活性化し、小脳LTDを誘導する。我々はPCのmGluR1がB型γアミノ酪酸受容体(GABA_BR)と複合体化していることを見出した。培養マウスPCを用いてmGluR1に共役する内向き陽イオン電流とイノシトール3リン酸受容体(IP_3R)介在性細胞内カルシウム放出を測定したところ、GABA_BRを活性化したときにmGluR1のグルタミン酸応答性が増強された。脳髄液に含まれる数十nMのGABAや数mMの細胞外Ca^<2+>を受容したGABA_BRはG_<i/o>タンパク非依存的にmGluR1のグルタミン酸感受性を亢進させ、LTDを促進することが示唆された。一方、抑制性介在ニューロンの高頻度発火時にみられるような数μMのGABAを受容したGABA_BRはG_<i/o>タンパク依存的にmGluR1シグナルおよびLTDを促進することが示唆された。高濃度リガンド受容時のGABA_BRはG_<i/o>タンパクβγサブユニットによるIP_3Rの増強を通じてmGluR1シグナルを変調していることが示唆された。マウス小脳にGABA_BRアゴニストを投与すると、Rota-rodタスク等の小脳LTD依存的運動学習が促進された。
一方、発現系においてA1RがmGluR1と複合体化することを見出した。培養PCにおいては数十nMのアデノシンを受容したA1RがG_<i/o>タンパク非依存的にmGluR1のグルタミン酸応答を抑制した。A1Rアゴニストは小脳LTDの誘導を阻害した。この効果はmGluR1のリガンド親和性の変調によるものと考えられた。
以上の結果は、中枢ニューロンにおいてGABA_BRとA1Rが双極性にmGluR1の機能を変調し、シナプス可塑性・学習を制御する可能性を示唆している。

  • Research Products

    (11 results)

All 2010 2009

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] A new mutiple-drug applicator with minimal drug cross-talk, leakage, and consumption2010

    • Author(s)
      Fujita Y, Shimomura T, Hosoguchi M, Kano M, Fukurotani K, Tabata T
    • Journal Title

      Neuroscience Research 66

      Pages: 412-414

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Role of pre- and postsynaptic activity in thalamocortical axon branching2010

    • Author(s)
      Yamada A, Uesaka N, Hayano Y, Tabata T, Kano M, Yamamoto N
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107

      Pages: 7562-7567

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GABA_B receptor-mediated modulation of metabotropic glutamate signaling and synaptic plasticity in central neurons2010

    • Author(s)
      Tabata T, Kano M
    • Journal Title

      Advances in Pharmacology (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 小脳プルキンエ細胞の1型代謝型グルタミン酸受容体2010

    • Author(s)
      田端俊英、狩野方伸
    • Journal Title

      生体の科学 60

      Pages: 370-371

  • [Presentation] Interaction between G protein-coupled receptors (GPCRs) regulates synaptic plasticity2009

    • Author(s)
      Tabata T
    • Organizer
      日本生物物理学会年会(招待シンポジウム)
    • Place of Presentation
      徳島
    • Year and Date
      2009-11-01
  • [Presentation] "Flute" applicator : a new-type multiple-drug applicator with minimal drug contamination and consumption2009

    • Author(s)
      Shimomura T, Fujita Y, Tabata T, Fukurotani K
    • Organizer
      日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] Al adenosine receptor as a regulator of the long-term depression of the glutamate-responsiveness of cerebellar Purkinje cells2009

    • Author(s)
      Fujita Y, Shimomura T, Kamikubo Y, Tabata T, Fukurotani K, Sakurai T, Kano M
    • Organizer
      日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2009-09-16
  • [Presentation] Adenosine A1 receptor-mediated LTD attenuation in cerebellar Purkinje cells2009

    • Author(s)
      Shimomura T, Fujita Y, Kamikubo Y, Tabata T, Fukurotani K, Sakurai T, Kano M
    • Organizer
      日本生理学会会若手の会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-07-10
  • [Book] Handbook of Neurochemistry and Molecular Neurobiology, 3^<rd> Edition2009

    • Author(s)
      Tabata, T., Kano, M.
    • Total Pages
      23
    • Publisher
      Springer Publishing
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 視機性動眼反射測定装置および視機性動眼反射測定方法2009

    • Inventor(s)
      白井義啓、田端俊英
    • Industrial Property Rights Holder
      富山大学
    • Industrial Property Number
      2009-292739
    • Filing Date
      2009-12-24
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 保定装置2009

    • Inventor(s)
      白井義啓、田端俊英
    • Industrial Property Rights Holder
      富山大学
    • Industrial Property Number
      2009-292725
    • Filing Date
      2009-12-24

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Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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