Analysis on nAChRs in the somatosensory system

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26460251
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山崎 美和子 北海道大学, 医学研究科, 准教授 (10431305)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: アセチルコリン

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、バレル神経回路において興奮性細胞への入力を増強し、かつ抑制性介在細胞への入力を抑制することにより、興奮・抑制バランスの修飾作用を発揮する可能性のある受容体としてニコチン性アセチルコリン受容体に注目した。H26-27年度には3種類のニコチン性アセチルコリン受容体サブユニットのmRNAの脳内発現を蛍光in situ hybridization法(FISH)で解析し、さらに脳内で最も多いb2サブユニットに対する抗体を作成しその特異性を検証した。この抗体は強制発現細胞やウエスタンブロットでは特異性が確認できたものの、マウス脳の組織切片上では検出効率が悪かった。mRNA、タンパク質レベルの解析結果を総合し、b2サブユニットを解析対象とするのは困難であると結論したため、H28年度は方針を変更し、次に多い発現サブタイプであるa7サブユニットとその細胞膜局在に必須の関連タンパク質(TMEM35)を中心に解析を進めた。TMEM35の方がa7サブユニットそのものよりも遥かに発現レベルが高く、検出効率が良かったため以降の解析はTMEM35を中心に進めた。特異的プローブと抗体を用いた解析の結果、TMEM35は脳内に広く発現しているものの、発現パターンの強弱には神経化学特性との関連性が認められた。三叉神経核領域の興奮性細胞は抑制性介在細胞よりも発現レベルが高く、逆に視床や大脳皮質では抑制性介在細胞で発現レベルが高かった。これらの結果からはアセチルコリン受容体が、三叉神経核レベルと視床・大脳皮質レベルでは逆の作用を持ち、興奮・抑制バランスの調節に寄与している可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] QRFP-deficient mice are hypophagic, lean, hypoactive and exhibit increased anxiety-like behavior. (2016)
  • Author(s): Okamoto K, Yamasaki M, Takao K, Sasaki K, Magoori K, Sakakibara I, Miyakawa T, Mieda M, Watanabe M, Sakai J, Yanagisawa M, Sakurai T:
  • Journal Title: PLoS One Volume: 11 Pages: e0164716
  • DOI: 10.1371/journal.pone.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Locus coeruleus and dopaminergic consolidation of everyday memory. (2016)
  • Author(s): Takeuchi T, Duszkiewicz AJ, Sonneborn A, Spooner PA, Yamasaki M, Watanabe M, Smith CC, Fernandez G, Deisseroth K, Greene RW, Morris RG
  • Journal Title: Nature Volume: 537 Pages: 357-362
  • DOI: 10.1038/nature19325.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The active zone protein CAST regulates synaptic vesicle recycling and quantal size in the mouse hippocampus. (2016)
  • Author(s): Kobayashi S, Hida Y, Ishizaki H, Inoue E, Tanaka-Okamoto M, Yamasaki M, Miyazaki T, Masahiro F, Kitajima I, Takai Y, Watanabe M, Ohtsuka T, Manabe T:
  • Journal Title: Eur J Neurosci. Volume: 44 Pages: 2272-2284
  • DOI: 10.1111/ejn.13331
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ionic basis for membrane potential resonance in neurons of the inferior olive. (2016)
  • Author(s): Matsumoto-Makidono Y, Nakayama H, Yamasaki M, Miyazaki T, Kobayashi K, Watanabe M, Kano M, Sakimura K, Hashimoto K
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 16 Pages: 994-1004
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.06.053.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Developmental switch in spike timing-dependent plasticity and cannabinoid-dependent Reorganization of the thalamocortical projection in the barrel cortex. (2016)
  • Author(s): Itami C, Huang JY, Yamasaki M, Watanabe M, Lu HC, Kimura F:
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 36 Pages: 7039-7054
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Distinct subunit domains govern synaptic stability and specificity of the kainate receptor. (2016)
  • Author(s): Straub C, Noam Y, Nomura T, Yamasaki M, Yan D, Fernandes H, Watanabe M, Contractor A, Tomita S
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 16 Pages: 531-511
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.05.093.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Trans-Synaptic Modulation of Kainate Receptor Functions by C1q-like Proteins. (2016)
  • Author(s): Matsuda K, Budisantoso T, Mitakidis N, Sugaya Y, Miura E, Kakegawa W, Yamasaki M, Konno K, Uchigashima M, Abe M, Watanabe I, Kano M, Watanabe M, Sakimura K, Aricescu AR, Yuzaki M
  • Journal Title: Neuron. Volume: 90 Pages: 752-767
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2016.04.001.
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] TARP g-2 and g-8 differentially control biased AMPAR density across Schaffer collateral/commissural synapses in the hippocampal CA1 area. (2016)
  • Author(s): Yamasaki M, Fukaya M, Yamazaki M, Azechi H, Natsume R, Abe M, Sakimura K, Watanabe M:
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 36 Pages: 4296-4312
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4178-15.2016.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Territories of heterologous inputs onto Purkinje cell dendrites are segregated by mGluR1-dependent parallel fiber synapse elimination. (2016)
  • Author(s): Ichikawa R, Hashimoto K, Miyazaki T, Uchigashima M, Yamasaki M, Aiba A, Kano M, Watanabe M
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. Volume: 113 Pages: 2282-2287
  • DOI: 10.1073/pnas.1511513113.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular and anatomical evidence for the input pathway- and target cell type-dependent regulation of glutamatergic synapses (2016)
  • Author(s): Yamasaki M
  • Journal Title: Anat Sci Int. Volume: 91 Pages: 8-21
  • DOI: 10.1007/s12565-015-0303-0.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] マウス線条体シナプスのAMPA受容体密度は細胞種や出入力経路によらず一様である (2017)
  • Author(s): 山崎美和子、宋暁紅、渡辺雅彦
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎大学（長崎県、長崎市）
  • Year and Date: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [Book] Receptor and Ion Channel Detection in the Brain (2016)
  • Author(s): Yamasaki M, Watanabe M
  • Total Pages: 475
  • Publisher: Springer