2015 Fiscal Year Annual Research Report
コリン作動性シナプスの構築・機能化・可塑性を制御する蛋白群の解析
| Project/Area Number |
25290025
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Medical University |
|---|
Principal Investigator |
持田 澄子 東京医科大学, 医学部, 教授 (30096341)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | シナプス / コリン作動性神経 / シナプス可塑性 / 発火 / カルシウム / シナプス小胞 / アクテイブゾーン / タンパク質 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度には、アクテイブゾーンのタンパク質分子群のひとつであるCASTのリン酸化に注目し、リン酸化部位（serine 45）の遺伝子操作によるシナプス伝達機能変化を電気生理学的に検討して、シナプスタンパク質の機能的活性化を解析するとともに、C2コンフォーカル顕微鏡を用いてCASTリン酸化分子の局在と神経活動によるCASTリン酸化分子の増加を解析して、論文にまとめて12月にCell Reportsに投稿し、平成28年1月と平成28年5月6日にコメントを得て、再々投稿の準備中である。
多くのタンパク質がシナプス小胞開口部位であるアクテイブゾーンを形づくっているが、その複合体の中心に位置すると考えられているCASTは、第45残基であるセリンが特異的にSADリン酸化酵素によってシナプス活動依存的にリン酸化を受け、シナプス小胞をアクテイブゾーンに移送する速度を遅くしてアクテイブゾーンで待機するシナプス小胞数を減少して、シナプス伝達を短期間抑制する短期シナプス可塑性という現象の一因となることが判明した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
科学研究費補助金申請時、平成28年度に計画していた構築されたコリン作動性シナプスのシナプス活動に依存してダイナミックに変化するシナプス可塑性を担う蛋白分子の動態を明らかにする研究のうち、シナプス小胞開口放出関連タンパク質のリン酸化酵素によるシナプス機能活性化の研究課題について、アクテイブゾーンのタンパク質分子群のひとつであるCASTのリン酸化部位（serine 45）の遺伝子操作によるシナプス伝達機能変化を検討して、解析を完結し、論文を作成した。Cell Reports に投稿した論文は査読され、再々投稿準備中である。
また、シナプス活動に依存してダイナミックに変化するシナプス可塑性を担う蛋白分子の動態を明らかにする研究計画のうち、シナプス小胞タンパク質のシナプス機能活性化の研究課題について、alpha-synuclein、SV2A（東京医科大学医学部助手谷藤章太）は、それぞれ、カルシウムチャネルの動態を制御してシナプス強化に関わることを見出し、平成26年にJournal of Neuroscience, 平成27年にEuropean Journal of Neuroscience に発表した。
申請時、平成29年度に計画していたシナプスでの時空間的活性化と不活性化の解析のうち、活性化が時空間的に異なるエンドサイトーシスを駆動するDynamin isoformsの機能について検討して（東京医科大学医学部助手谷藤章太）、平成25年度にJournal of Cell Biologyに発表した。また、シナプス前終末カルシウム濃度上昇による時空間的シナプス小胞制御を解析し(東京医科大学医学部大学院生森倫範）、平成26年にMolecular Pharmacologyに発表した。さらに、Dynamin isoforms とMyosin isoformsとの活性化時間の違いの検討（東京医科大学医学部学生林田迪剛）から、それぞれの蛋白の機能位置と時間を推測し、平成27年にJournal of Neuroscienceに発表した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
強靭なコリン作動性シナプスを構築する培養ラット交感神経節細胞をモデルシナプスとして、平成28年度には、①構築されたコリン作動性シナプスの機能化と機能化されたシナプスの時空間的活性化と不活性化について27年度に継続して、また、29年度までに、②細胞接着分子群によるシナプス構造の維持と強化、③シナプス構築因子蛋白群によるプレシナプス構築と維持のメカニズム、④シナプス構築蛋白群によるACh受容体クラスター化について、鍵蛋白の遺伝子導入による機能亢進や阻害を起こし、シナプス伝達効率変化を電気生理学的手法で解析するとともに、鍵蛋白を可視化してその動態とシナプス形態変化を、異色蛍光の軸索での分布密度や移動速度とシナプス小胞膜への局在化、シナプスでの局在発現と複合体形成、ACh受容体クラスター化、Musk複合体形成を指標として解析して、発育途上/成熟シナプスのコリン作動性シナプス構築・維持・強化・機能化を担う各種蛋白群の働きを理解し、シナプス活動に依存してダイナミックに変化するシナプス可塑性を担う蛋白分子の動態を明らかにすることを目標に挙げた本研究を推進していく。
|
| Causes of Carryover |
試薬を購入予定であったが、海外からの輸入品のため、27年度内に納入できないため、次年度に繰り越した。また、新しい型式のPCの発売が28年度になることが分かったので、次年度に繰り越した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額553,958円は、平成28年度の研究内容に基づいて必要な物品購入に使用する。
|
