シナプスにおけるMunc18の機能とその異常によるてんかんの分子生理学的研究

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22500353
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 安藤 恵子 埼玉大学, 総合研究機構脳科学融合研究センター, 特任准教授 (40221741)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中井 淳一 埼玉大学, 総合研究機構脳科学融合研究センター, 教授 (80237198) ; 大倉 正道 埼玉大学, 総合研究機構脳科学融合研究センター, 准教授 (70369172)
• Keywords: てんかん / 線虫 / Sec1/Munc18 / シナプス / イメージング

Research Abstract

Munc18は神経終末からの神経伝達物質放出を制御する重要な因子であるが、開口分泌過程における生理機能と作用機構については未だ不明な点が多い。近年、乳幼児期に発症する難治性てんかん「大田原症候群」患者において、ヒトunc-18(Munc18)遺伝子のエクソン内に点変異が同定され、Munc18変異とてんかん発症との関連が示唆されている(Saitsu et al.Nat Genet 2008)。本研究では、患者で同定されたMunc18変異を導入した線虫モデルを作成し、行動薬理学的解析および神経筋回路のカルシウムイメージング解析により興奮性・抑制性シナプスにおけるMunc18の生理機能と作用機構を明らかにするとともに、Munc18異常によるてんかん発症の分子機構の解明を目指す。
平成22年度は研究実施計画に基づき以下の実験を行なった。大田原症候群の患者でヒトMunc18のエクソン内に4つのミスセンス変異(V84D,C180Y,M443R,G544D)が同定されている。C180YとG544Dは線虫のホモログ(unc-18)においても保存されており、それぞれの変異を持つ線虫トランスジェニック系統を作成した。これらの株をunc-18ヌル型変異体と交配し、てんかんモデルの遺伝子改変動物を確立した。次にアセチルコリンエステラーゼ阻害剤に対する行動薬理学的解析を行なった。これらの遺伝子改変動物はアセチルコリンエステラーゼ阻害剤に対する感受性が野生型と比較して有意に低く、コリン作働性ニューロンにおける伝達物質分泌が阻害されていることが示唆された。現在蛍光カルシウムセンサーを発現する遺伝子改変動物を作成し、レーザー顕微鏡を用いた光学的測定法で定量的に筋神経活動を測定する系を確立している。

Research Products

• [Journal Article] Multivesicular body formation requires OSBP-related proteins and cholesterol. (2010)
  • Author(s): Kobuna H, Inoue T, Shibata M, Gengyo-Ando K, Yamamoto A, Mitani S, Arai H.
  • Journal Title: PLoS Genet. Volume: 6(8) Pages: e1001055
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Arf-like small G protein, ARL-8, promotes the axonal transport of presynaptic cargoes by suppressing vesicle aggregation. (2010)
  • Author(s): Klassen MP, Wu YE, Maeder CI, Nakae I, Cueva JG, Lehrman EK, Tada M, Gengyo-Ando K, Wang GJ, Goodman M, Mitani S, Kontani K, Katada T, Shen K.
  • Journal Title: Neuron Volume: 66(5) Pages: 710-723
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two Golgi-resident 3'-Phosphoadenosine 5'-phosphosulfate transporters play distinct roles in heparan sulfate modifications and embryonic and larval development in Caenorhabditis elegans. (2010)
  • Author(s): Dejima K, Murata D, Mizuguchi S, Nomura KH, Izumikawa T, Kitagawa H, Gengyo-Ando K, Yoshina S, Ichimiya T, Nishihara S, Mitani S, Nomura K.
  • Journal Title: J Biol Chem. Volume: 285(32) Pages: 24717-24728
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The arf-like GTPase Arl8 mediates delivery of endocytosed macromolecules to lysosomes in Caenorhabditis elegans. (2010)
  • Author(s): Nakae I, Fujino T, Kobayashi T, Sasaki A, Kikko Y, Fukuyama M, Gengyo-Ando K, Mitani S, Kontani K, Katada T.
  • Journal Title: Mol Biol Cell Volume: 21(14) Pages: 2434-2442
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protein phosphatase 2A cooperates with the autophagy-related kinase UNC-51 to regulate axon guidance in Caenorhabditis elegans. (2010)
  • Author(s): Ogura K, Okada T, Mitani S, Gengyo-Ando K, Baillie DL, K ohara Y, Goshima Y.
  • Journal Title: Development Volume: 137(10) Pages: 1657-1667
  • Peer Reviewed
• [Presentation] in vivo記録データから神経回路を考えるーマウス視覚野と線虫をめぐって (2010)
  • Author(s): 宇佐美篤, 安藤惠子, 大倉正道, 池谷裕二, 中井淳一, 松木則夫
  • Organizer: 立命館大学理工学研究所シンポジウム「感覚器と神経回路のサイエンス」
  • Place of Presentation: 滋賀
  • Year and Date: 2010-09-17
• [Presentation] 新規蛍光Ca^<2+>センサーG-CaMP4を用いた生体Ca^<2+>の画像化 (2010)
  • Author(s): 宇佐美篤, 安藤恵子, 大倉正道, 池谷裕二, 中井淳一, 松木則夫
  • Organizer: 次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2010
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2010-09-11
• [Presentation] 蛍光カルシウムセンサーG-CaMP4を用いたin vivoとin vitroイメージング (2010)
  • Author(s): 宇佐美篤, 安藤惠子, 大倉正道, 松木則夫, 池谷裕二, 中井淳一
  • Organizer: 日本神経科学学会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2010-09-04