2010 Fiscal Year Annual Research Report
CAPS2によるBDNF分泌小胞の開口放出メカニズムとその細胞内動態
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20300134
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
古市 貞一 独立行政法人理化学研究所, 分子神経形成研究チーム, チームリーダー (50219094)
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| Keywords | CAPS2 / 脳由来神経脳栄養因子 / 有芯小胞 / GABA作動性 / 抑制性シナプス / small GTPase Arf4/5 / トランスゴルジ網trans-Golgi / 不安行動 |
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| Research Abstract |
1)有芯小胞(dense-core vesicle)の分泌関連タンパク質Ca^<2+>-activated protein for secretion (CAPS)の機能と生物学的な意義について、遺伝子改変マウスなどをもちいて分子・細胞レベルから行動レベルまで解析を行い、次の事が明らかになった。CAPS2は活動依存的な脳由来神経栄養因子BDNFの分泌の反応速度論、一分泌現象レベルでの量と頻度を増強することをタイムラプス生細胞蛍光イメージング解析で明らかにした。CAPS2 KOマウスの海馬では、BDNFレベルが低下して、抑制性ニューロン数の減少、抑制性シナプスにおけるシナプス小胞の数と分布領域の減少、微小抑制性後シナプス電流(mIPSC)の振幅と頻度の減少が観察された。
CA3-CA1シナプス間の長期増強は誘導されるが後期相が有意に減少し、GABAA受容体阻害剤picrotoxinの処理で野生型との差が無くなることがわかった。また、覚醒マウスでGABA系との関連が示唆される海馬シータ波が低周波になる。さらに、新奇環境下などにおける不安様行動の亢進が明らかになった。これらのことから、CAPS2 KOマウスはCAPS2によるBDNF分泌増強が欠損して、GABA作動性抑制性回路の発達と機能に障害をもつことが示唆された。
2)CAPSは有芯小胞の開口放出を調整すると考えられているが、CAPSタンパク質の多くは分泌部位の膜近傍ではなく細胞体に局在しており、これらの細胞質内CAPSタンパク質の機能は不明であった。siRNAノックダウンやタンパク質間相互作用などの実験により、CAPSは低分子GTP分解酵素Arf4/5と会合して、トランスゴルジ網(trans-Golgi network)における有芯小胞の生合成と輸送に関係する新しい役割を明らかにした。
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