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カルモジュリン依存性フォスファターゼ(カルシニューリン)による中枢神経可塑性制御

研究課題

研究課題/領域番号 08670053
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生理学一般
研究機関岡山大学

研究代表者

松井 秀樹  岡山大学, 医学部, 教授 (30157234)

研究分担者 富澤 一仁  岡山大学, 医学部, 助手 (40274287)
松下 正之  岡山大学, 医学部, 助手 (30273965)
森脇 晃義  岡山大学, 医学部, 講師 (10144742)
陸 雲飛  岡山大学, 医学部, 助手 (60243458)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1998年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1997年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1996年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードカルシニューリン / FK506 / シクロスポリンA / 長期増強 / 長期抑圧 / 電位依存性カルシウムチャンネル / カイニン酸 / 遅発生神経細胞死 / 遅発性神経細胞死 / 脳の可塑性 / 脱リン酸化酵素 / キンドリング / シナプス長期増強 / シナプス長期抑圧 / 脳スライス / 免疫抑制剤
研究概要

細胞内に流入したカルシウムイオンのシグナルはキナーゼ系とフォスファターゼ系に振り分けられ、標的蛋白質のリン酸化レベル制御を通じて生理作用を発現する。カルシニューリンはCa^<2+>/カルモデュリンによって直接制御を受ける蛋白質脱リン酸化酵素であり、Ca^<2+>シグナルのフォスファターゼカスケード系への伝達の役割と増幅の作用を担うKey酵素である。カルシニューリンは中枢神経細胞内に多量に存在し、FK506結合蛋白質(FKBP12)やシクロスポリンA結合蛋白質(シクロフィリン)などと共存している。そのため免疫抑制剤FK506やシクロスポリンAにより特異的に制御しうる。本研究ではこれらの薬剤を利用して中枢神経におけるカルシニューリンとそれに関連する情報伝達系の機能を脳の可塑性に注目して以下の点を解析した。
1) 海馬シナプス可塑性、特に長期増強(LTP)におけるカルシニューリンの役割。
2) キンドリングによるてんかん源性獲得機構におけるカルシニューリンの役割。さらにキンドリングにおける海馬苔状線維の突起新生とシナプス形成など形態学的可塑性制御における働き。
3) カイニン酸による海馬ニューロンの遅発性神経細胞死誘発機構におけるカルシニューリンの作用と免疫抑制剤FK506による神経細胞死の制御。
この研究によってカルシニューリンがカルシウムイオン情報の伝達によって神経の突起新生やシナプス新生などニューロン回路網の形成を制御すること、またシナプス長期増強などのシナプス可塑性を制御することを明らかにした。また神経細胞のアポトーシス様細胞死に関与する事も明らかにした。特にカルシニューリンインヒビターであるFK506が神経細胞死を抑制し神経保護薬として作用しうる事を示す事が出来た事は注目される。
これらの研究成果をふまえ今後は神経細胞死におけるカルシニューリンの作用の解析をさらにすすめるとともに、脳保護作用薬としての免疫抑制剤の応用へと研究を発展させて行きたいと考える。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (41件)

  • [文献書誌] Lu, Y.-F., Matsui, H.et al.: "FK506, a Ca^<2+>/calmodulin-dependent phosphatase inhibitor, inhibits the induction of long-term potentiation in the rat hippocampus." Neurosci.Lett.205. 103-106 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomizawa, K., Matsui, H.et al.: "Localization and developmental changes in the neuron specific Cdk5 activator(P35^<nck5a>) in the rat brain." Neuroscience. 74. 519-529 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Moriwaki, A.Matsui, H.et al.: "Immunosuppressant FK506 prevents mossy fiber sprouting induced by kindling stimulation." Neurosci.Res.25. 191-194 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lu, Y.-F., Matsui, H.et al.: "Calcineurin inhibitors, FK506 and cyclosporin A, suppress the NMDA receptor-mediated potentials and LTP, but not depotentiation in the rat hippocampus." Brain Res.729. 142-146 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirooka, K., Matsui, H.et al.: "Developmental alteration of the expression and kinase activity of cyclin-dependent kinase5 (Cdk5)/p35^<nck5a> in the rat retina." J.Neurochem.67. 2478-2483 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokuda, M., Matsui, H.et al.: "Involvement of calmodulin-dependent protein kinases I and IV in long term potentiation." Brain Res.755. 162-166 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cai, X-H., Matsui, H.et al.: "Changes in the expression of novel Cdk5 activator messenger RNA(p39ncksai mRNA) during rat brain development." Neurosci.Res.28. 355-360 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lu, Y.-F., Matsui, H.et al.: "Effects of vasopressin and involvement of receptor subtypes in the rat amygdaloid nucleus in vitro." Brain Res.768. 266-272 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Onuma, H., Matsui, H.et al.: "A calcineurin inhibitor, FK506, blocks voltage-gated calcium channel-dependent LTP in the hippocampus." Neurosci.Res.30. 313-319 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Moriwaki, A., Matsui, H.et al.: "An immunosuppressant, FK506, protects against neuronal dysfunction and death but has no effect on electrographic and behavioral activities induced by systemic kainate." Neuroscience. 86. 855-865 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matushita, M.and Nairn, A.C.: "Characterization of the Mechanism of Regulation of Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase I by Calmodulin and by Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase Kinase." J.Biol.Chem.273. 21473-21481 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Son, H., Lu, Y.-F.et al.: "The Specific Role of cGMP in Hippocampal LTP." Learning & Memory. 5. 231-245 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsui, H.et al.: "Kinases and Phosphatases in Lymphocyte and Neuronal Signaling." Springer, 10 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lu, Y.-F., Matsui, H.et al.: "FK506, a Ca^<2+>/calmodulin-dependent phosphatase inhibitor, inhibits the induction of long-term potentiation in the rat hippocampus." Neurosci.Lett.205. 103-106 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomizawa, K., Matsui, H.et al.: "Localization and developmental changes in the neuron specific Cdk5 activator (P35^<nck5a>) in the rat brain." Neuroscience. 74. 519-529 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Moriwaki, A., Matsui, H.et al.: "Immunosuppressant FK506 prevents mossy fiber sprouting induced by kindling stimulation." Neurosci.Res.25. 191-194 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lu, Y.-F., Matsui, H.et al.: "Calcineurin inhibitors, FK506 and cyclosporin A,suppress the NMDA receptor-mediated potentials and LTP,but not depotentiation in the rat hippocampus." Brain Res.729. 142-146 (1996)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirooka, K., Matsui, H.et al.: "developmental alteration of the expression and kinase activity of cyclin-dependent kinase5 (Cdk5) /p35^<nck5a> in the rat retina." J.Neurochem.67. 2478-2483 (1996)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokuda, M., Matsui, H., et al.: "Involvement of calmodulin-dependent protein kinases I and IV in long term potentiation." Brain Res.755. 162-166 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cai, X-H., Matsui, H.et al.: "Changes in the expression of novel Cdk5 activator messenger RNA (p39ncksai mRNA) during rat brain development." Neurosci.Res.28. 355-360 (1997)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lu, Y.-F., Matsui, H.et al.: "Effects of vasopressin and involvement of receptor subtypes in the rat amygdaloid nucleus in vitro." Brain Res.768. 266-272 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsui, H.et al.: "Calcineurin Inhibitors, FK506 and Cyclosporin A,Modulate Neuronal Plasticity. Kinases and Phosphatases in Lymphocyte and Neuronal Signaling." Springer. 262-271 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Onuma, H., Matsui, H.et al.: "A calcineurin inhibitor, FK506, blocks voltage-gated calcium channel-dependent LTP in the hippocampus." Neurosci.Res.30. 313-319 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Moriwaki, A., Matsui, H.et al.: "An immunosuppressant, FK506, protects against neuronal dysfunction and death but has no effect on electrographic and behavioral activities induced by systemic kainate." Neuroscience. 86. 855-865 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matushita, M.and Nairn, A.C.: "Characterization of the Mechanism of Regulation of Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase I by Calmodulin and by Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase Kinase." J.Biol.Chem.273. 21473-21481 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Son, H., Lu, Y.-F.et al.: "The Specific Role of cGMP in Hippocampal LTP." Learning & Memory. 5. 231-245 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Onuma,H.,Matsui,H.et al.: "A calcineurin inhibitor,FK506,blocks voltage-gated calcium channel-depentent LTP in the hippocampus." Neurosci.Res.30. 313-319 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Moriwaki,A.,Matsui,H.et al.: "An immunosuppressant,FK506,Protects against neuronal dysfunction and death but has no effect on electrographic and behavioral activities induced by systemic kainate." Neuroscience. 86. 855-865 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Matsushita,M.and Nairn,A.C.: "Characterization of the Mechanism of Regulation of Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase 1 by Calmodulin and by Ca^<2+>/Calmodulin-dependent Protein Kinase Kinase." J.Biol.Chem.273. 21473-21481 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ogawa,T.,Matsui,H.et al.: "Osteoblastic Differentiation Is Enhanced by Rapamycin in Rat Osteoblast-like Osteosarcoma (ROS17/2.8) Cells." Biochem.Biophys.Res.Commun.249. 226-230 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Lu,Y.-F.,Matsui,H.et al.: "Enhanced Synaptic Transmission and Reduced Threshold for LTP Induction in fyn-Transgenic Mice." Eur.J.Neurosci.11. 75-82 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Tokuda,M., Matsui,H.et al.: "Involvement of calmodulin-dependent protein kinases I and IV in long term potentiation." Brain Research. 755. 162-166 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Masada,T., Matsui,H.et al.: "Embryonic transplantation and ischemic memory deficit." Neuroscience Research. 27. 249-255 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Cai,X-H., Matsui,H.et al.: "Changes in the expression of novel Cdk5 activator messenger RNA(p39ncksai mRNA) during rat brain development." Neuroscience Research. 28. 355-360 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Lu,Y.-F., Matsui,H.et al.: "Effects of vasopressin and involvement of receptor subtypes in the rat amygdaloid nucleus in vitro." Brain Research. 768. 266-272 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Moriwaki,A., Matsui,H.et al.: "An immunosuppressant,FK506,protects against neuronal dysfunction and death but has no effect on electrographic and behavioral activities induced by systemic kainate." Neuroscience. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Onuma,H., Matsui,H.et al.: "A calcineurin inhibitor,FK506,blocks voltage-gated calcium channel-dependent LTP in the hippocampus." Neuroscience Research. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Moriwaki,A.,Matsui,H.et al.: "Immunosuppressant FK506 prevents mossy fiber sprouting induced by kindling stimulation." Neuroscience Research. 25. 191-194 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Lu,Y.-F.,Matsui,H.et al.: "Calcineurin inhibitors,FK506 and cyclosporin A,suppress the NMDA receptor-mediated potentials and LTP,but not depotentiation in the rat hippocampus." Brain Research. 729. 142-146 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Lu,Y.-F.,Matsui,H.et al.: "FK506,a Ca^<2+>/calmodulin-dependent phosphatase inhibitor,inhibits the induction of long-term potentiation in the rat hippocampus." Neuroscience Letters. 205. 103-106 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Tomizawa,K.,Matsui,H.et al.: "Localization and developmental changes in the neuron specific Cdk5 activator (P35^<nck5a>) in the rat brain." Neuroscience (Official Journal of IBRO). 74. 519-529 (1996)

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      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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