小脳をモデルとした糖鎖シグナルによる機能的・形態的シナプス可塑性制御

• 研究領域: 統合的神経機能の制御を標的とした糖鎖の作動原理解明
• 研究課題/領域番号: 23110009
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 柚崎 通介 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (40365226)
• 連携研究者: 松田 信爾 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (60321816) ; 松田 恵子 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (40383765)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 107,770千円 (直接経費: 82,900千円、間接経費: 24,870千円); 2015年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円); 2014年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円); 2013年度: 21,450千円 (直接経費: 16,500千円、間接経費: 4,950千円); 2012年度: 21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円); 2011年度: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円)
• キーワード: AMPA受容体 / エンドサイトーシス / エキソサイトーシス / LTD / LTP / 小脳 / ライソゾーム / マウス / グルタミン酸受容体 / シナプス形成 / 可塑性 / プルキンエ細胞 / ＡＭＰＡ受容体 / ＬＴＤ

研究成果の概要

中・長期に持続する記憶・学習は、シナプス後部におけるAMPA受容体の輸送によって担われ、より長期に持続する記憶はシナプスの形態変化が伴う。本研究では小脳神経回路をモデルとし、糖鎖科学と神経科学的アプローチを融合することによって、機能的・形態的シナプス可塑性を制御する分子機構の解明を目指した。まず、シナプス可塑性のモデルである長期抑圧や長期増強時には、AMPA受容体はライソゾーム様細胞内プールから出入りし、ライソゾームに存在する糖鎖分解酵素が大きな働きをすることが分かった。またプルキンエ細胞への子宮内電気穿孔法と時期特異的遺伝子操作法を確立し、樹状突起とシナプス形態形成過程の分子機構を解明した。

研究成果

• [雑誌論文] Computational Model of the GluA2-Y876/GluA2-S880 Master Switch for Cerebellar Long-Term Depression (2016)
  • 著者名/発表者名: Gallimore AR, Aricescu AR, Yuzaki M, Calinescu R.A
  • 雑誌名: PLOS Computational Biology 巻: 1004664
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A novel non-canonical Notch signaling regulates expression of synaptic vesicle proteins in excitatory neurons (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Nishimune H, Hozumi K, Saga Y, Harada A, Yuzaki M, Iwatsubo T, Kopan R, Tomita T.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 23969-23969
  • DOI: 10.1038/srep23969
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] RORα Regulates Multiple Aspects of Dendrite Development in Cerebellar Purkinje Cells In Vivo (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeo YH, Kakegawa W, Miura E, Yuzaki M.
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 35 ページ: 12518-12534
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anterograde C1ql1 signaling is required in order to determine and maintain a single-winner climbing fiber in the mouse cerebellum. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa W, Mitakidis N, Miura E, Abe M, Matsuda K, Takeo YH, Kohda K, Motohashi J, Takahashi A, Nagao S, Muramatsu SI, Watanabe M, Sakimura K, Aricescu AR, Yuzaki M.
  • 雑誌名: Neuron 巻: Volume 85, Issue 2 ページ: 316-329
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anterograde C1ql1 signaling is required in order to determine and maintain a single-winner climbing fiber in the mouse cerebellum. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa W, Mitakidis N, Miura E, Abe M, Matsuda K, Takeo YH, Kohda K, Motohashi J, Takahashi A, Nagao S, Muramatsu SI, Watanabe M, Sakimura K, Aricescu AR, Yuzaki M
  • 雑誌名: Neuron 巻: 85 号: 2 ページ: 316-329
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2014.12.020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reprogramming non-human primate somatic cells into functional neuronal cells by defined factors. (2014)
  • 著者名/発表者名: Zhou Z, Kohda K, Ibata K, Kohyama J, Akamatsu W, Yuzaki M, Okano HJ, Sasaki E, Okano H
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 3 号: 1 ページ: 724-724
  • DOI: 10.1186/1756-6606-7-24
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Neural ECM and synaptogenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Heikkinen A, Pihlajaniemi T, Faissner A, Yuzaki M.
  • 雑誌名: Prog Brain Res 巻: 214 ページ: 2951-2951
  • DOI: 10.1016/b978-0-444-63486-3.00002-5
  • ISBN: 9780444634863
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The role of Cbln1 on Purkinje cell synapse formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito-Ishida, A., Okabe, S. and M. Yuzaki
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: - ページ: 64-68
  • DOI: 10.1016/j.neures.2014.01.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cbln1 down-regulates the formation and function of inhibitory synapses in mouse cerebellar Purkinje cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito-Ishida, A., Kakegawa, W., Kohda, K., Miura, E., Okabe, S. and M. Yuzaki
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 巻: 39 号: 8 ページ: 1268-80
  • DOI: 10.1111/ejn.12487
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reevaluation of the role of parallel fiber synapses in delay eyeblink conditioning in mice using Cbln1 as a tool. (2013)
  • 著者名/発表者名: Emi K, Kakegawa W, Miura E, Ito-Ishida A, Kohda K, Yuzaki M.
  • 雑誌名: Front Neural Circuits 巻: 7: ページ: 180-180
  • DOI: 10.3389/fncir.2013.00180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stargazin regulates AMPA receptor trafficking through adaptor protein complexes during long-term depression. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuda S, Kakegawa W, Budisantoso T, Nomura T, Kohda K, Yuzaki M.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 4 号: 1 ページ: 2759-2759
  • DOI: 10.1038/ncomms3759
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab8a and Rab8b are essential for multiple apical transport pathways but insufficient for ciliogenesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Iwano T, Kunii M, Matsuda S, Mizoguchi R, Jung Y, Hagiwara H, Yoshihara Y, Yuzaki M, Harada R, Harada A.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 15;127(Pt 2) ページ: 422-31
  • DOI: 10.1242/jcs.136903
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CAPS1 deficiency perturbs dense-core vesicle trafficking and Golgi structure and reduces presynaptic release probability in the mouse brain. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sadakata T, Kakegawa W, Shinoda Y, Hosono M, Katoh-Semba R, Sekine Y, Sato Y, Tanaka M, Iwasato T, Itohara S, Furuyama K, Kawaguchi Y, Ishizaki Y, Yuzaki M, Furuichi T.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 33 号: 44 ページ: 17326-17334
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2777-13.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deletions in GRID2 lead to a recessive syndrome of cerebellar ataxia and tonic upgaze in humans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hills LB, Masri A, Konno K, Kakegawa W, Lam A-TN, Lim-Melia E, Chandy N, Hill RS, Panlow JN, Al-Saffar M, Nasir R, Stoler JM, Barkovich AJ, Watanabe M, Yuzaki M, Mochisa GH.
  • 雑誌名: Neurology 巻: 15;81(16) 号: 16 ページ: 1378-86
  • DOI: 10.1212/wnl.0b013e3182a841a3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unlocking the secrets of the delta2 glutamate receptor: a gatekeeper for synaptic plasticity in the cerebellum. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohda K, Kakegawa W, Yuzaki, M.
  • 雑誌名: Commun Integr Biol. 巻: 1;6(6) 号: 6 ページ: e26466-e26466
  • DOI: 10.4161/cib.26466
  • 査読あり
• [雑誌論文] The d2 glutamate receptor gates long-term depression by coordinating interactions between two AMPA receptor phosphorylation sites. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohda K, Kakegawa W
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 巻: 110:
  • 査読あり
• [雑誌論文] Presynaptically released Cbln1 induces dynamic axonal structural changes by interacting with GluD2 during cerebellar synapse formation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito-Ishida A
  • 雑誌名: Neuron 巻: 76 ページ: 549-564
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective and regulated gene expression in murine Purkinje cells by in utero electroporation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama J, Hayashi,
  • 雑誌名: Eur J Neurosci, 巻: 36
  • 査読あり
• [学会発表] 苔状線維が放出するC1qタンパク質による苔状線維－CA3シナプス機能の制御 Feed-forward modulation of hippocampal mossy fiber-CA3 synaptic functions by C1q proteins (2016)
  • 著者名/発表者名: 松田 恵子 ,Timotheus Budisantoso、渡辺 雅彦、﨑村健司
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会、フランス神経科学学会合同シンポジウム
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 補体C1qファミリーによるシナプス制御機構―神経・免疫・代謝系を越えて (2016)
  • 著者名/発表者名: 柚﨑通介
  • 学会等名: 第51回広島神経医科学研究会
  • 発表場所: 広島大学 臨床研究棟 （広島県東広島市）
  • 年月日: 2016-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] Emerging roles of the C1q complement family in the CNS (2016)
  • 著者名/発表者名: Michisuke Yuzaki
  • 学会等名: The 2nd Symposium of Neuroscience Network in Kobe
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-02-19
  • 招待講演
• [学会発表] The C1q complement family: Unique synaptic regulators in the CNS (2016)
  • 著者名/発表者名: Michisuke Yuzaki
  • 学会等名: NAGOYAグローバルリトリート
  • 発表場所: あいち健康プラザ（愛知県知多郡東浦町）
  • 年月日: 2016-02-12
  • 招待講演
• [学会発表] C1q complement family–unique synapse organizers in the CNS (2015)
  • 著者名/発表者名: Michisuke Yuzaki
  • 学会等名: Department of Physiology Invited seminar
  • 発表場所: Northwestern University エバンストン（イリノイ州）
  • 年月日: 2015-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] The C1q complement family: unique functional and morphological regulators of synapses in the CNS. (2015)
  • 著者名/発表者名: Michisuke Yuzaki
  • 学会等名: 7th MCCS-Asia meeting in China
  • 発表場所: Huhua International Hotel上海 上海（中国）
  • 年月日: 2015-09-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 脳学問のすゝめ―シナプス形成を中心に (2015)
  • 著者名/発表者名: 柚﨑通介
  • 学会等名: 第34回消化器病態生理勉強会 特別講演
  • 発表場所: 京王プラザホテル （東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-08-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 補体ファミリー分子による海馬CA3シナプス構築制御 Synaptic organization at CA3-mossy fiber synapse through novel C1q related molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: 松田恵子, 柚﨑 通介
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会、シンポジウム
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] C1qファミリー分子を介する新規シナプス競合・成熟化機構の解明 A novel mechanism underlying synaptic competition and maturation through C1q-family proteins (2015)
  • 著者名/発表者名: 掛川渉, 柚﨑 通介
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会、シンポジウム
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 小脳プルキンエ細胞樹状突起発達におけるRORαの役割 Multiple roles of RORα in dendritic development of cerebellar Purkinje cells in vivo (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹尾 ゆかり, 掛川 渉, 三浦 会里子, 柚﨑 通介
  • 学会等名: 第３８回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会
• [学会発表] 新規の人工的シナプス接続分子、Cerebellin-Pentraxin（CPTX）を用いたシナプス形成および可塑性の制御 Modulation of synapse formation and plasticity by a novel artificial synapse connector, Cerebellin-Pentraxin (CPTX) (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 邦道, 柚﨑 通介
  • 学会等名: 第３８回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会
• [学会発表] 補体C1qファミリーによるシナプス制御機構ー神経系と免疫・代謝系との接点 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柚﨑通介
  • 学会等名: 第13回北海道大学脳科学研究教育センターシンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学医学部（北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-07-21
  • 招待講演
• [学会発表] The C1q complement family serve as essential synaptic organizers in the CNS (2015)
  • 著者名/発表者名: Michisuke Yuzaki
  • 学会等名: Department of Clinical Neurosciences: invited seminar
  • 発表場所: ケンブリッジ大学 ケンブリッジ（イギリス）
  • 年月日: 2015-07-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Investigation into molecular mechanism of synapse elimination mediated by complement C1q and C3 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kunimichi Suzuki, Michisuke Yuzaki
  • 学会等名: Society for Glycobiology &Japanese Society of Carbohydrate Research (SFG&JSCR2014)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 2014-11-16 – 2014-11-20
• [学会発表] The C1q complement family serves as general synaptic organizers in the ECM (2014)
  • 著者名/発表者名: Michisuke Yuzaki
  • 学会等名: 4th Annual Conference of COST Action ECMNET
  • 発表場所: Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2014-09-30 – 2014-10-02
  • 招待講演
• [学会発表] 補体C1q, C3は正常シナプスを除去するのか？－分子機構の探索に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木邦道、柚崎通介
  • 学会等名: 第7回神経糖鎖生物学領域班会議
  • 発表場所: ヤマハリゾートつま恋
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-27
• [学会発表] 補体C1qファミリー分子による小脳 プルキンエ細胞グルタミン酸シナプスの形成機能制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 掛川渉、柚崎通介
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] 日本の基礎研究の将来：今、何が必要か？第90回日本生理学会. タワーホール船堀（東京）.2013.3.29 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柚﨑 通介
  • 学会等名: 第90回日本生理学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] 分子の言葉で脳機能を語るー新しい分子生物学的アプローチ：Optogenetic control of synaptic plasticity by regulation of AMPA receptor endocytosis (2013)
  • 著者名/発表者名: 松田信爾、柚崎通介
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] The C1q complement family synaptic organizers: complementary or essential? (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuzaki M.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conferences
  • 発表場所: Suzhou (China)
• [学会発表] The ins and outs of GluD2: a regulator of synapse formation and functional plasticity (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuzaki M.
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Cerebellum
  • 発表場所: New Hampshire (USA)
• [学会発表] The C1q complement family complements synapses: old but new synaptic organizers in the CNS (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuzaki M
  • 学会等名: US-Japan Meeting on Synaptic Plasticity
  • 発表場所: Seattle (USA),
• [学会発表] 光による神経細胞機能制御：シナプス可塑性の制御技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松田信爾、柚崎通介
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 次世代の担い手たちが創る神経科学の新しい潮流 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松田恵子、柚崎通介
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] The C1q complement family synaptic organizers: complementary or essential? (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuzaki M
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Excitatory Synapses and Brain Function
  • 発表場所: Les Diablerets (Switzerland)
• [学会発表] The complement family complements synapses: old but new synaptic organizers in the central nervous system (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuzaki M.
  • 学会等名: International Society for Neurochemistry, The 24th Biennial Meeting
  • 発表場所: Cancun (Mexico)
• [学会発表] 柚﨑 通介.シナプスの機能と形態はどのように制御されるのか?―小脳をモデルとして (2012)
  • 著者名/発表者名: 柚﨑 通介
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] The C1complement family complements ECM: old but new functional and morphological synaptic organizers. (2012)
  • 著者名/発表者名: Michisuke Yuzaki
  • 学会等名: FENS ECM symposium
  • 発表場所: Barcelona,スペイン
  • 年月日: 2012-07-12
  • 招待講演
• [学会発表] Cbln1 and its family proteins; unique functional and morphological regulators of synapses. (2012)
  • 著者名/発表者名: Michisuke Yuzaki.
  • 学会等名: International Graduate School of Neuroscience (IGSN)
  • 発表場所: Bochum,ドイツ
  • 年月日: 2012-04-26
  • 招待講演
• [学会発表] The ins and outs of GluD2 - How does GluD2 signal in Purkinje cells? (2012)
  • 著者名/発表者名: Michisuke Yuzaki
  • 学会等名: DRA symposium on Receptor Structure and Function
  • 発表場所: Copenhagen,デンマーク
  • 招待講演
• [学会発表] 補体C1qファミリーのシナプス機能
  • 著者名/発表者名: 柚崎通介
  • 学会等名: 第43回新潟神経学夏期セミナー
  • 発表場所: 新潟
• [図書] 強きを助け弱きをくじく」－シナプス刈り込みを担う新規C1ql1シグナリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 掛川渉、柚﨑通介
  • 総ページ数: 139
  • 出版者: 実験医学
• [図書] C1ql1：脳内シナプスの形態と機能を制御する新しい分子 (2015)
  • 著者名/発表者名: 掛川渉、柚﨑通介
  • 総ページ数: 114
  • 出版者: 細胞工学
• [図書] Purkinje細胞の樹状突起形成機構－新しい方法で古い転写因子RORαの役割解明に挑む (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹尾ゆかり、柚﨑通介
  • 総ページ数: 100
  • 出版者: 医学のあゆみ
• [図書] 標準生理学 第8版 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柚崎通介（小澤瀞司、福田康一郎編）
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 生体の科学「孤児受容体が明らかにした新しいシナプス形成原理－Cbln 1とGluD2」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柚﨑通介
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 金原一郎記念医学医療振興財団
• [図書] ブレインブック THE BRAIN BOOK みえる脳 (2012)
  • 著者名/発表者名: 養老孟司.内山安男.柚崎通介
  • 総ページ数: 256
  • 出版者: 南江堂
• [備考] 慶應義塾大学医学部生理学柚崎研究室ＨＰ
  • URL: http://www.yuzaki-lab.org/
• [備考] Keio University School of Medicine,Yuzaki Lab
  • URL: http://www.yuzaki-lab.org/
• [備考] 慶應義塾大学医学部生理学 柚崎研究室
  • URL: http://www.yuzaki-lab.org/
• [備考] 慶應義塾大学医学部生理学教室
  • URL: http://www.yuzaki-lab.org/
• [備考]