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樹状突起スパイン内細胞骨格再編成の分子基盤とその制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 12053209
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関群馬大学

研究代表者

白尾 智明  群馬大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (20171043)

研究分担者 関野 祐子  群馬大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (70138866)
金 明鎬  群馬大学, 医学部, 助手 (70323342)
田中 聡一  群馬大学, 医学部, 助手 (20272247)
研究期間 (年度) 2000 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
53,500千円 (直接経費: 53,500千円)
2004年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
2003年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
2002年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
2001年度: 11,400千円 (直接経費: 11,400千円)
2000年度: 10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
キーワードドレブリン / アクチン / スパイン形成 / PSD-95 / フィロポデイア / 細胞骨格 / シナプス形成 / 樹状突起スパイン / アクチン結合蛋白 / 神経発生 / シナプス可塑性 / 統合失調症 / ノックアウトマウス / シナプス / 発生 / シナプス小胞 / 神経発達 / 神経培養 / 可塑性 / 学習 / 神経細胞 / 発達 / 形態形成 / 遺伝子発現
研究概要

スパイン形成過程においては、(1)フィロポディアが直接スパインに変化するという説と(2)樹状突起シャフト上に形成されたシナプス後部から変化するという説がある。我々は、アクチン線維やドレブリンに着目して、免疫染色やタイムラプスイメージングを用いて、培養海馬神経細胞を解析し、これらの細胞においては、フィロポディアからスパインが直接形成されることを明らかにした。
シナプス形成は軸索と樹状突起の接触を契機として誘導されると考えられている。シナプス前部の変化は接触直後から既に観察されていたが、シナプス後部においては、接触後1時間ほどしてから起こるPSD関連蛋白の集積が観察されているにすぎず、接触直後に何が起きているのかは不明であった。我々は培養海馬神経細胞の免疫組織化学および生体脳の免疫電顕により、軸索と樹状突起(フィロポディア)の接触直後におこる、神経特異的アクチン結合蛋白ドレブリンAの膜直下集積像とアクチン細胞骨格系の再編成像を観察することに成功した。
次に、このスパイン形成過程におけるアクチン細胞骨格系とシナプス後部肥厚(PSD)の関連を解析した。培養神経細胞でのドレブリンAの発現を阻害すると、接触部におけるアクチン細胞骨格の再編成が起こらなくなり、PSD-95の集積も抑制されることがわかった。また、このPSD-95の集積はドレブリンAの局所的集積により促進されることもわかった。従来の研究によれば、成熟後のスパインにおいては、PSD-95の集積には、アクチン細胞骨格系に非依存的であることが示されている。今回の研究結果を考え合わせると、発達過程の海馬神経細胞においては、PSD-95の集積は先行するアクチン細胞骨格の再編成に依存的であるが、一度シナプス後部への集積が完遂するとアクチン非依存性になることが示された

報告書

(5件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (17件)

  • [雑誌論文] Drebrin A is a Postsynaptic Protein that Localizes in vivo to the Submembranous Surface of Dendritic Sites Forming Excitatory Synaps2005

    • 著者名/発表者名
      Aoki, C
    • 雑誌名

      J.Comp.Neurol 483

      ページ: 383-402

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Antisense knockdown of drebrin A, a dendritic spine protein, causes stronger preference, impaired pre-pulse inhibition, and an increased sensitivity to psychostimulant2004

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, R
    • 雑誌名

      Neurosci.Res 49

      ページ: 205-217

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Drebrin is a novel Connexin-43 binding partner that links gap junctions to the submembrane cytoskeleton.2004

    • 著者名/発表者名
      Butkevich, E
    • 雑誌名

      Curr.Biol 14

      ページ: 650-658

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Upregulation of acidic calponin during dendritic spine plasticity following pilocarpine-induced seizures2003

    • 著者名/発表者名
      Ferhat L
    • 雑誌名

      Hippocampus 13

      ページ: 845-858

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Drebrin-dependent Actin Clustering in Dendritic Filopodia Governs Synaptic Targeting of Postsynaptic Density-95 and Dendritic Spine2003

    • 著者名/発表者名
      Takahashi H
    • 雑誌名

      J.Neurosci. 13

      ページ: 6586-6595

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Microglia/macrophage reactions and cell proliferation during the repair of spinal cord injuries in infant rats2003

    • 著者名/発表者名
      Tezuka, M
    • 雑誌名

      Neurotrauma Res 15

      ページ: 17-20

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi, H.: "Drebrin-dependent Actin Clustering in Dendritic Filopodia Governs Synaptic Targeting of Postsynaptic Density-95 and Dendritic Spine Morphogenesis"J.Neurosci.. 23. 6586-6595 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ferhat, L: "Upregulation of acidic calponin during dendritic spine plasticity following pilocarpine-induced scizures"Hippocampus. 13. 845-858 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kobayashi, R.: "Antisense knockdown of drebrin A, a dendritic spine protein, causes stronger preference, impaired pre-pulse inhibition, and an increased sensitivity to phychostimulant"Neurosci.Res.. (In press).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Butkevich, E.: "Drebrin is a novel Connexin-43 binding partner that links gap juncions to the submembrane cytoskeleton."Curr.Biol.. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 関野祐子: "スパインアクチン細胞骨格は興奮生シナプス成熟を制御する"蛋白質・核酸・酵素. 49. 270-275 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 白尾智明: "蛋白レベルから見た神経シナプスの発達と異常"日本精神神経薬理学雑誌. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M Jin: "A Novel Brain-Specific Mouse Drebrin : cDNA Cloning, Chromosomal Mapping, Genomic Structure, Expression, and Functional Characterization"Genomics. 79. 686-692 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] L Ferhat: "Upregulation of acidic calponin during dendritic spine plasticity following pilocarpine-induced seizures"Hippocampus. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Shirao: "Clustering and anchoring mechanisms of molecular constituents of postsynaptic scaffolds in the spine"Neuroscience Research. 40. 1-7 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yamazaki: "Molecular Cloning and Dendritic Localization of rat SH3P7"European Journal of Neuroscience. 14. 998-1008 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M Ikeda: "Complete sleep deprivarion and Blocking of A1 adenosine receptor-mediated inhibition of intracelluar calcium signaling in the rat ventromedial preoptic nucleus by sulphydryl reagent, N-cthylmaleimide"Neuroscience. 106. 733-743 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kobayashi: "Drebrin expression is increased in spinal motoneurons after axotomy"Neuroscience Letters. 311. 165-168 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tomidokoro: "Brain Aβ amyloidosis in APPsw mice induces accumulation of presenilin-I and tau"Journal of Pathology. 193. 500-506 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Mi Jin: "A Novel Brain-Specific Mouse Drebrin : cDNA Cloning, Chromosomal Mapping, Genomic Structure, Expression, and Functional Characterization"Genomics. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 程希〓: "Non-muscle myosin IIB-like immunoreactivity is present at the drebrin-binding cytoskeletons in neurons"Neurosci.Res. 36. 167-173 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 田中聡一: "NT-3 inhibits cerebellar granule cell migration in vitro"Neuroscience. 97. 727-734 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 白尾智明: "clustering and anchoring mechanisms of molecular constituents of postsynaptic scaffolds in the spine"Neurosci.Res. (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2018-03-28  

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