2022 Fiscal Year Research-status Report
Molecular mechanism of inhibitory synapse formation
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22K06805
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
岩崎 広英 群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30342752)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | シナプス / 抑制性 / テニューリン２ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経細胞は互いにシナプスを介して神経回路を形成し、多彩な脳機能を実現している。中枢神経系においては、グルタミン酸を主な神経伝達物質とする興奮性のシナプスと、グリシンやGABAを主な伝達物質とする抑制性のシナプスがある。発達期においてシナプスは過剰に形成され、その後、生後早期に不要なシナプスが間引かれることにより成熟した神経回路が構築されると考えられている。シナプス形成過程の詳細な分子機構の解明は神経回路がどのように形成されるかについて明らかにする上で重要な課題と言える。興奮性シナプスの大半は樹状突起上のスパインと呼ばれる構造上に形成される。一方、抑制性シナプスは樹状突起上のシャフトと呼ばれる部分に形成されるが、シャフト上でも形成されやすい場所とそうでない場所があることが分かっている。
これまでにシナプス形成時に関わる分子として多くの分子が報告されてきた。本研究では、とくにシナプス形成初期に重要な役割を担うことが知られているテニューリン２に着目し、テニューリン２が抑制性シナプス形成にどのような役割を担っているのかについて解析している。
これまでにテニューリン２がEB1を介して微小管と結合し、微小管をシナプス形成部位に係留することで抑制性シナプスの構成因子をシナプス形成部位へとリクルートすることを見出している（現在、論文改訂中）。本研究ではこれらの知見を踏まえ、さらに発展させることで、テニューリン２の抑制性シナプスにおける局在や機能に関する詳細な解析を行っている。本年度はとくにテニューリン２の遺伝子改変マウスを用いて、その詳細な局在解析と生理機能に関する研究を進めた。
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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
これまでに明らかにしてきたテニューリン２の微小管との相互作用に関する論文を投稿し、電気生理学実験をはじめとする実験の追加を査読者より要求されたため、追加実験に時間を要した。一方、テニューリン２の遺伝子改変マウスを用いた発現解析において、テニューリン２が脳全域にわたり広範に発現していることを確認した一方で、個々の抑制性シナプスにおいては発現分子の多様性も確認された。現在、この多様性について詳細に解析を進めている。また、テニューリン２遺伝子改変マウスを用いた行動実験も進めており、予備的な知見を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の解析により明らかとなった点をさらに詳細に解析していく予定である。すなわち抑制性シナプスにおける発現分子の多様性に関しては、抑制性シナプスに局在する各種分子の抗体を用いた免疫組織化学染色をさらに進め、特にテニューリン２の有無と個々の抑制性シナプスの機能的多様性との関連付けを行い、その生理学的意義に迫る。また、テニューリン２遺伝子改変マウスを用いた行動実験について、さらに詳細な行動解析を行い、テニューリン２の脳における生理的役割について明らかにする。
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| Causes of Carryover |
本研究を開始する前から購入してあった抗体や試薬を利用することで、当初予定されていたよりも少額で研究を実施することが可能であったため次年度使用額が生じた。一方、次年度は抑制性シナプス関連各種分子の抗体を含め、様々な試薬が必要となることが予想される。
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[Journal Article] Insight into the function of a unique voltage-sensor protein (TMEM266) and its short form in mouse cerebellum2022
Author(s)
Kawai T, Narita H, Konno K, Sharmin A, Tsari AR, Iwasaki H, Nishikawa S, Yokoi N, Fukata Y, Fukata M, Pattama W, Pornparn K, Nagamori S, Takao K, Miyakawa T, Abe M, Sakimura K, Watanabe M, Nakagawa A, Okamura Y
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Journal Title
Biochemical Journal
Volume: 479
Pages: 1127～1145
DOI
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