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中枢神経細胞におけるイオン性シグナリングの空間・動態解析

研究課題

研究課題/領域番号 11694332
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 神経化学・神経薬理学
研究機関岡崎国立共同研究機構

研究代表者

井本 敬二  岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 教授 (00176512)

研究分担者 若森 実  岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (50222401)
中井 淳一  岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (80237198)
森 泰生  岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助教授 (80212265)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2000年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1999年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワードカルシウムチャネル / 小脳失調症 / 変異マウス / TRPチャネル / 神経細胞死 / グルタミン酸受容体チャネル / ナトリウムチャネル / 小脳変性症 / ミュータントマウス / 脊髄小脳変性症 / ポリグルタミン病 / 非選択性カチオンチャネル / 容量性カルシウムチャネル
研究概要

本研究では、中枢神経系細胞の局所イオンシグナリング動態を、変異型との比較から神経細胞に備わる情報統合機構を明らかにする事を目的とした。具体的には、電位依存性チャネルおよび受容体活性型カルシウム透過性カチオンチャネルに関する分子生物学的・電気生理学的研究を行い、カルシウムチャネル変異が小脳疾患を起こす機序の一部を明らかにし、また受容体活性型カルシウム透過性カチオンチャネルが、神経系ばかりではなく幅広く分布し、細胞の機能調節に関与している事を明らかにした。
小脳失調症に関しては、ヒト脊髄小脳変性症SCA6の変異を導入したカルシウムチャネルの検討から、CAG延長により、カルシウムの流入量の減少が示唆された。また遺伝子異常が不明であったローリングマウス・ナゴヤのP/Q型電位依存性カルシウムチャネル遺伝子の解析を行い、遺伝子変異を同定するとともに、変異から機能異常に至る変化を明らかにした。これらの結果は、カルシウムの流入阻害が正常な神経回路の発達と機能を損なう事を示したものである。
代謝型受容体の活性化に引き続き生じる細胞外からのカルシウム流入を担うイオンチャネルの一つであるTRPチャネルの分子生物学的解析を行った。cDNAクローニングを行い組換え発現系を用いて機能解析を行ったTRP7は、活性化刺激なしにでも電流を流しており、細胞内ストアからのCa2+放出を来さない程度の弱い刺激でも電流が惹起された。したがってTRP7は、容量性Ca2+電流を担うチャネルであるとの考え方はあてはまらず、むしろTRPは従来非選択性カチオンチャネルと称されてきたイオンチャネルと機能的に近い関係にあることが明らかとなった。TRPチャネルファミリーのイオンチャネルは、シナプス入力の強さによりある程度持続的な脱分極をおこし神経細胞の興奮性を高める働きをしていることが考えられる。

報告書

(3件)
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  • [文献書誌] Matsuyama Z,Wakamori M,Mori Y,Kawakami H,Nakamura S & Imoto K: "Direct alteration of the P/Q type Ca^<2+> channel property by polyglutamine expansion in spinocerebellar ataxia 6 (SCA6)"J Neuroscience. 19. (RC14):1-5 (1999)

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  • [文献書誌] Nakai J,Gao L,Xin C,Pasek DA & Meissner G: "Evidence for a role of C-terminus in Ca^<2+> inactivation of skeletal muscle Ca^<2+> release channel (ryanodine receptor)."FEBS Lett. 459. 154-158 (1999)

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  • [文献書誌] Aizawa Y,Sugiura Y,Ueno M,Mori Y,Imoto K,Makino K & Mori T: "Stability of the dimerization domain effects the cooperative DNA binding of short peptides"Biochemistry. 38. 4008-4017 (1999)

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  • [文献書誌] Boccaccio A,Moran O,Imoto K & Conti F: "Tonic and phasic TTX-block of sodium channels with point mutations in the outer pore region."Biophys J. 77. 229-240 (1999)

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  • [文献書誌] Walker D,Bichet D,Grieb S,Mori E,Cornet V,Snutch TP,Mori Y & Dewaard M: "A new β-subtype specific interaction in α1A subunit controls P/Q-type Ca^<2+> channel activation."J Biol Chem. 274. 12383-12395 (1999)

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  • [文献書誌] Wakamori M,Mikala G & Mori Y: "Auxiliary subunits operate as a molecular switch in determining gating behavior of unitary N-type Ca^<2+> channel currents."J Physiol. 517. 659-672 (1999)

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  • [文献書誌] Takahashi E,Murata Y,Oki T,Miyamoto N,Mori Y,Takada N,Wanifuchi H,Yagami K,Niidome T,Tanaka I & Katayama K: "Isolation and functional characterization of the 5'-upstream region of mouse P/Q-type Ca^<2+> channel α1A subunit gene.:"Biochem Biophys Res Comm. 260. 54-59 (1999)

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  • [文献書誌] Okada T,Inoue R,Yamazaki K,Maeda A,Kurosaki T,Yamakuni T,Tanaka I,Shimizu S,Ikenaka K,Imoto K,and Mori Y: "Molecular and functional characterization of a novel mouse transient receptor potential protein homologue TRP7 : Ca^<2+>-permeable cation channel that is constitutively activated and enhanced by stimulation of G protein-coupled receptor."J Biol Chem. 274. 27359-27370 (1999)

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  • [文献書誌] Furukawa T,Yamanaka T,Midera T,Sagawa T,Mori Y & Nukada T: "Selectivities of dihydropyridine derivatives in blocking Ca^<2+> channel subtypes expressed in Xenopus oocytes."J Pharmacol Exp Ther. 291:. 464-473 (1999)

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  • [文献書誌] Ishii H,Kinoshita E,Kimura T,Yakehiro M,Yamaoka K,Imoto K,Mori Y & Seyama I: "Point-mutations related to the loss of batrachotoxin binding abolish the gryanotoxin effect in Na^+ channel isoforms."Jpn J Physiol. 49. 457-461 (1999)

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  • [文献書誌] Bichet D,Cornet V,Geib S,Carlier E,Volsen S,Hoshi T,Mori Y & De Waard M: "The I-II loop of Ca^<2+> channel α1 subunit contains an endoplasmic reticulum retention signal antagonized by the β subunit."Neuron. 25. 177-190 (2000)

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  • [文献書誌] Yamada H,Wakamori M,Hara Y,Takahashi Y,Konishi K,Imoto K & Mori Y: "Spontaneous single-channel activity of neuronal TRP5 channel recombinantly expressed in HEK293 cells."Neurosci Lett. 285. 111-114 (2000)

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  • [文献書誌] Mori Y,Wakamori M,Oda Si,Fletcher CF,Sekiguchi N,Mori E,Copeland NG,Jenkins NA,Matsushita K,Matsuyama Z, & Imoto K: "Reduced voltage sensitivity of activation of P/Q-type Ca^<2+> channels is associated with the ataxic mouse mutation rolling Nagoya."J Neurosci. 20. 5654-5662 (2000)

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  • [文献書誌] Nishimura S,Iizuka M,Akiba I,Wakamori M,Imoto K, & Barsoumian EL: "Stable expression of human homomeric and heteromeric AMPA receptor subunits in HEK293 cells."Receptors Chennels. 7. 139-150 (2000)

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  • [文献書誌] Iizuka M,Nishimura S,Wakamori M,Akiba I,Imoto K, & Barsoumian EL: "The lethal expression of the GluR2flip/GluR4flip AMPA receptor in HEK293 cells."Eur J Neurosci. 12. 3900-3908 (2000)

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  • [文献書誌] Yakehiro M,Yuki T,Yamaoka K,Furue T,Mori Y,Imoto K & Seyama I: "An analysis of the variations in potency of grayanotoxin analogs in modifying frog sodium channels of differing subtypes."Mol Pharmacol. 58. 692-700 (2000)

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  • [文献書誌] Yamazaki Y,Yagi T,Ozaki T & Imoto K: "In vivo gene transfer to mouse spermatogenic cells using green fluorescent protein as a marker."J Exp Zool. 286. 212-218 (2000)

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  • [文献書誌] Matsuyama A, Wakamori M, Mori Y, Kawakami H, Nakamura S & Imoto K: "Direct alteration of the P/Q type Ca^<2+> channel property by polyglutamine expansion in spinocerebellar ataxia 6 (SCA6)."J Neuroscience. 19 (RC 14). 1-5 (1999)

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  • [文献書誌] Boccaccio A, Moran O, Imoto K & Conti F: "Tonic and phasic TTX-block of sodium channels with point mutations in the outer pore region."Biophys J. 77. 229-40 (1999)

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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