| 研究課題/領域番号 |
13680730
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機能生物化学
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| 研究機関 | (財)東京都医学研究機構 |
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研究代表者 |
齊藤 修 (斉藤 修 / 齋藤 修) 財団法人東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 研究員 (60241262)
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| 研究分担者 |
小田桐 恵 財団法人東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 研究員 (10260308)
増保 生郎 財団法人東京都医学研究機構, 東京都神経科学総合研究所, 研究員
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2002年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2001年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
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| キーワード | RGS / Gタンパク質 / 受容体 / 脱感作 / トランスロケーション / 神経 / プルキンエ細胞 / 小脳 |
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| 研究概要 |
私たちは、神経特異的三量体Gタンパク制御因子・RGS8をクローニングし、それがGi系のGタンパク応答を加速する作用があることを明らかにしてきた。また、培養細胞にRGS8を発現させると核に分布し、活性型のGαoを共発現させGタンパク刺激を行うとRGS8がGタンパクの分布する細胞膜に移動していくことを明らかにした。そのため、RGS8タンパクの細胞内分布が神経活動依存的に制御されている可能性が高く、その分布変化がRGS8の制御効率を変化させていることが予想された。またRGS8は、小脳プルキンエ細胞に高濃度で発現しており、大いにその機能が注目される。本研究では、RGS8タンパクの神経活動依存的な細胞内分布とその制御機構を解明していく目的で、以下の4点を明らかにした。
1)RGS8細包膜移行のGα結合依存性 まず、RGS8の核から細胞膜への移動を引き起こすGタンパク刺激の特異性を検討した。結果、RGS8はGαiファミリーとの共発現によって、細胞膜に分布することが判明した。そこで、RGS8とGαiファミリーの直接結合が、この細胞膜移行に関わっているかどうか、Gαに結合しないRGS8(LI53F)変異体を樹立した。そして、この変異体を発現させ解析した結果、RGS8の細胞膜移行の仕組みには、Gαとの結合を介した機構と、結合を必要としないGαo活性化によってのみ誘導される機構の二つの機構が存在することが明らかになった(論文投稿中)。
2)小脳プルキンエ細胞におけるRGS8タンパクの分布 次に、RGS8を発現している小脳プルキンエ細胞で、RGS8タンパクが細胞内で何処に分布しているかを検討した。初代培養した小脳のプルキンエ細胞・小脳の凍結切片を用いて、特異抗体を作成して調べると、RGS8は核から除外され細胞体・樹状突起に分布していた。また、軸策での分布は殆ど観察されなかった。(Itoh et al. BBRC287:223,2001)。
3)培養神経細胞におけるRGS8の分布 発現細胞が神経細胞であれば、RGS8が核外に移行されるのかどうか、神経に分化するP19細胞を用いて検討した。すると、RGS8は、やはり核に集中して分布すること、さらに、共発現実験で、RGS8が、神経細胞でもGαoの共発現で核から細胞膜に移動することが判明した。しかし、その分布パターンは、プルキンエ細胞内のRGS8とは異なり、またプルキンエ細胞でGαoとRGS8の分布は一致しなかった。これらのことから、RGS8の膜分布は、Go活性化に依存して制御されうるが、実際のプルキンエ細胞内では異なったシステムで分布が決まっているものと推測された(Saitoh et al. The Cerebellum 2003,印刷中)。
4)新規分子種RGS8Sのクローニングと新たな分布制御 RGS8のGα結合とは無関係のN端部9残基のみが新たな7残基に置き換わった新分子種RGS8Sを発見した。そして、これまでGαqへの親和性が低いことから注目していなかったGqシグナルの制御能を、RGS8とRGS8Sで比較した。すると、「RGS8は、特定のタイプのGq受容体系に作用してその応答を抑制する。しかし、RGS8Sは、この能力を欠いている。」ことが判明した(Saitoh et al. Proc.Natl.Acad.Sci.USA,99:10138 2002)。この発見から、RGS8は、N端を介して特定の受容体と直接相互作用して細胞膜上のGqタンパクの近傍にリクルートされ、そしてGq制御因子として機能するというシステムが示唆された。このことは、さらに新たなRGS8の分布を決める機構の存在を示すことになった
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