2021 Fiscal Year Annual Research Report
シグナル伝達改変技術を駆使した精神疾患モデルマウスの病態介入
Publicly Offered Research
| Project Area | Constructive understanding of multi-scale dynamism of neuropsychiatric disorders |
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| Project/Area Number |
21H00196
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
貝淵 弘三 藤田医科大学, 総合医科学研究所, 教授 (00169377)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 細胞内シグナル解析 / 報酬行動 / 細胞種特異的 / リン酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私たちは側坐核においてドーパミン1型受容体（D1R）刺激がPKA/Rap1/MAPKシグナル伝達経路の活性化を促すことで、快情動行動を制御していることを見出した。一方、D1Rとその下流シグナル伝達が如何にして神経細胞を賦活化させているかについては十分に理解できていなかった。これまでにD1R作動薬を処理した線条体スライスのリン酸化プロテオミクス解析から、D1Rシグナル伝達で制御されるリン酸化候補蛋白質としてKCNQ2を含む数種類のイオンチャネルを同定している。本研究では電位依存性カリウムチャネルKCNQ2に着目し、情動行動の分子基盤について解明を試みた。D1RシグナルによるKCNQ2チャネルの制御メカニズムを明らかにするため、MAPKがKCNQ2チャネルをリン酸化するかについて検討した。MAPKによるKCNQ2リン酸化候補部位はC末端細胞質領域に7ヶ所と推定された。マウスKCNQ2のC末端細胞質領域(KCNQ2C)を遺伝子クローニングし、GST-mKCNQ2Cリコンビナント蛋白質を精製した。in vitro キナーゼ試験によりMAPKがKCNQ2Cをリン酸化することを見出した。KCNQ2C内に位置するSer414、およびSer476アミノ残基をアラニンに置換したKCNQ2C-2A変異体ではMAPKによるリン酸化が著しく減衰した。これらの結果はMAPKがKCNQ2のリン酸化基質であることを示した。またKCNQ2コンディショナルノックアウトを用いた報酬行動解析から、線条体/側坐核のD1R発現型細胞特異的なKCNQ2遺伝子欠損は報酬行動の促進を引き起こすことを見出した。
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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
研究代表者は生化学的および電気手生理学的解析から報酬行動におけるKCNQ2シグナル伝達経路の活性化とその生理的意義を見出した。当該シグナル伝達経路は報酬回路異常を引き起こすうつ病などの精神疾患に関わっている可能性が高く、その成果は策定した研究計画の実現に大きく寄与するものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で同定されたKCNQ2シグナル伝達経路が、側坐核以外の脳領域で如何なる生理機能をもっているかについて明らかにするために、各種の脳領域から作成した組織ライセートを用いた生化学的解析から情動行動におけるKCNQ2リン酸化変動を包括的に検討する。
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