2023 Fiscal Year Annual Research Report
シナプス前部からの直接パッチクランプ記録によるカンナビノイドの作用点の解析
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21K15189
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
井下 拓真 京都大学, 理学研究科, 助教 (00880337)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 伝達物質放出 / カンナビノイド / パッチクランプ / プルキンエ細胞 / GPR55 / CB2 / 即時放出可能シナプス小胞プール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではカンナビノイドによるシナプス修飾の作用点とそのメカニズムの解明を目指した。これまでに、近年同定されたカンナビノイド受容体GPR55がプルキンエ細胞（PC）出力シナプスにおいて即時放出可能なシナプス小胞の数（RRP）を減少させてシナプス伝達を抑制することを明らかにした。このとき、GPR55はシナプス前部へのCa2+流入には影響しなかった。また、PCに2型カンナビノイド受容体（CB2）を過剰発現させた場合のみ、PC出力シナプスにおいて、CB2アゴニストがシナプス前終末へのCa2+流入を減弱させ、シナプス伝達を抑制することを示した。本年度は、シナプス前部と後細胞両方からの同時パッチクランプ記録により、GPR55がRRPを減少させるだけでなく、伝達物質放出確率も下げることを示唆する結果を得た。一方で、軸索終末における活動電位の振幅や波形、シナプス後部の応答性はGPR55および過剰発現したCB2に影響されないことを示した。また、pH感受性蛍光蛋白質と小胞膜蛋白質の融合体を用いたイメージング実験により、シナプス前終末にある小胞の総数はGPR55活性化の影響を受けないことを明らかにした。このようにカンナビノイドによるシナプス修飾の作用点を明確化し、成果の一部を神経科学大会で発表した。研究期間全体で、CB2がCa2+流入を減弱させることで伝達物質放出を抑制することを直接的に示すことができた。加えて、課題始動時には予期していなかった、GPR55を介したシナプス修飾を発見し、そのメカニズムはシナプス前終末へのCa2+流入は変化させずにRRPを減少させるという、従来考えられていたカンナビノイドによるシナプス伝達抑制とは異なる仕組みであることを明らかにした。以上より、本研究でシナプス伝達とそのカンナビノイドによる機能修飾メカニズムについて基礎的な理解を深める質の高い研究成果が得られた。
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