ナメクジにおける学習特異的蛋白質LAPS18の機能解析と連合学習の分子神経機構

• 研究課題/領域番号: 12210048
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 桐野 豊 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (10012668)
• 研究分担者: 渡辺 恵 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (80302610)
• 研究期間 (年度): 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2000年度)
• キーワード: ナメクジ / 連合学習 / 免疫組織化学 / LAPS18 / differential display法 / 初代培養神経細胞 / 成長円錐 / 神経回路

研究概要

ナメクジにおいて学習特異的に発現量が増大する蛋白をdifferential display法により発見し,LAPS18と名付けた.本年度の研究では,LAPS18の発現パターンの解析を行った.LAPS18特異的抗体を作成し,ニンジンとキニジンを用いて条件付けしたナメクジの脳切片におけるLAPS18の分布をみると,コントロールの脳ではLAPS18は嗅覚中枢である前脳の細胞体層に局在していたのに対し,条件付けした脳では前脳神経突起層において著しいLAPS18の増大を示した.次にナメクジ前脳の初代培養神経を用いて,LAPS18の細胞内分布を調べた.その結果,permeabilize処理を行わない細胞でも細胞表面が染色されたことから,LAPS18は細胞表面に存在することが明らかになった.特に神経突起の成長円錐などに特徴的に存在しているのが観察された.また,LAPS18cDNAをCOS細胞にtransfectして発現させたところ,LAPS18蛋白質が培養液中に遊離していた.これらの結果は,LAPS18が分泌蛋白として細胞表面において機能していることを示しており,その機能として細胞どうしの接着,神経突起の伸長やシナプス形成などに関与していることが予想された.そこで細胞の移動に関係しているかどうか調べる目的で,初代培養神経の培養液中にLAPS18または抗LAPS18抗体を加えて,細胞の移動を観察した.その結果,LAPS18は細胞の凝集を促進し,抗LAPS18抗体は細胞の移動を抑制した.これらの結果から,LAPS18は神経回路の構造的変化を通じて記憶形成に関わっていることが予想される.

研究成果

• [文献書誌] Inoue,T. et al.: "Phase-dependent filtering of sensory information in the oscillating olfactory center of terrestrial mollusk"J.Neurophysiol.. 84. 1112-1115 (2000)
• [文献書誌] Tomita,S. et al.: "PDZ domain-dependent suppression of NF-kB/p65-inducedA_42 production by a neuron specific XII-like protein"J.Biol.Chem.. 275. 13056-13060 (2000)
• [文献書誌] Iijima,K. et al.: "Neuron-specific phosphorylation of Alzheimer's _-amyloid precursor protein by Cdk5"J.Neurochem. 75. 1085-1091 (2000)
• [文献書誌] Lee,D. et al.: "Regulation of XIIL-dependent APP metabolism by XB51, a novel XIIL-binding protein"J.Biol.Chem.. 275. 23134-23138 (2000)
• [文献書誌] Lee,D. et al.: "Rapid transbilaver phospholipid redistribution associated with exocytotic release of neurotransmitters from cholinergic nerve terminals isolated from electric ray Narke japonica"Neurosci.Lett.. 291. 21-24 (2000)
• [文献書誌] Toda,S. et al.: "Image analysis of olfactory responses in the procerebrum of the terrestrial slug Limax marginatus."J.Exp.Biol.. 203. 2895-2905 (2000)
• [文献書誌] Nakaya,T. et al.: "Identification and expression of a novel gene in odor-taste associative learning in the terrestrial slug"Genes Cells. 6. 43-56 (2001)
• [文献書誌] Watanabe,S. et al.: "Modulation of oscillatory neural activities by cholinergic activation of interneurons in the olfactory center of a terrestrial slug"Brain Res.. (in press). (2001)
• [文献書誌] Kishimoto,Y. et al.: "Classical eyeblink conditioning in glutamate receptor subunit d2 mutant mice is impaired in delay paradigm but not in trace paradigm"Eur.J.Neurosci.. (in press). (2001)
• [文献書誌] Kishimoto,Y. et al.: "Long-trace interval eyeblink conditioning is impaired in mutant mice lacking NMDA receptor subunit_1"Eur.J.Neurosci.. (in press). (2001)
• [文献書誌] Shindo,K. et al.: "Solution structure of micelle-bound H5 peptide (427-452) : A primary structure corresponding to the pore-forming region of the voltage dependent potassium channel"Biochim.Biophys.Acta. (in press). (2001)
• [文献書誌] Satoh,Y. et al.: "β-Amyloid peptides inhibit acetylcholine release from cholinergic presynaptic nerve endings isolated from an electric ray"Neurosci.Lett.. (in press). (2001)
• [文献書誌] 桐野豊 外7名: "生物物理の最前線(印刷中)"講談社.