カルシウム透過型AMPA受容体-カルビンジン情報伝達系の分子機構と生理的意義

• 研究課題/領域番号: 15029266
• 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: (財)東京都医学研究機構
• 研究代表者: 岡戸 晴生 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, 副参事研究員 (60221842)
• 研究分担者: 三輪 昭子 財団法人東京都医学研究機構, 研究員 (60142155)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円); 2004年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 2003年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: AMPA受容体 / カルビンジン / CREB / 核移行

研究概要

1)CalbindinD28kの共存によってカルシウム透過型AMPA受容体の細胞膜発現が増加している。このメカニズムを解明するためにカルシウムキレータであるBAPTAを細胞内に導入したところ、同様にカルシウム透過型AMPA受容体の細胞膜発現が増加した。従ってAMPA受容体の膜発現を促進するCalbindinD28kの作用はカルシウム緩衝作用であることが推測される。
2)In vivoにおけるCalbindinD28kとCREBのリン酸化を解析した。胎生15日より生後一ヶ月間暗所で飼育したマウスに光り刺激を加え、30分ののちにブアン固定液で灌流固定し、CalbindinD28kとリン酸化CREBの免疫2重染色を行なったところ、CalbindinD28kの核移行とCREBのリン酸化が相関した。このことはカルビンジンの核移行が生理的に機能的意義を有している可能性を示している。
本研究におけるカルシウム透過型AMPA受容体の活性化に伴うカルビンジンの核移行、それに付随するCREBのリン酸化は、カルビンジンがカルシウムセンサーとして機能している可能性を示している。
以上のことから、神経活動に伴う遺伝子発現の活性化に「カルシウム透過型AMPA受容体-カルビンジン情報伝達系」という新たな情報伝達系が機能していることを提唱する。

研究成果

• [雑誌論文] The subfomical organ is the primary locus of sodium-level sensing by Nax sodium channels for the control of salt-intake behavior. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hiyama TY, Watanabe E, Okado H, Noda M.
  • 雑誌名: J Neurosci. 24(42) ページ: 9276-9281
• [雑誌論文] Newly-formed axonal branches of rat sciatic neurons sprouting in the spinal cord after peripheral axotomy. (2004)
  • 著者名/発表者名: Zenzai K, Shibata M, Okado H, Endo N, Hirano S.
  • 雑誌名: Scand J Plast Reconstr Surg Hand Surg. 38(3) ページ: 192-234
• [雑誌論文] Distinct aggregation and cell death patterns among different types of primary neurons induced by mutant huntingtin protein. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tagawa K, Hoshino M, Okuda T, Ueda H, Hayashi H, Engemann S, Okado H, Ichikawa M, Wanker EE, Okazawa H
  • 雑誌名: J Neurochem. 89(4) ページ: 974-987
• [雑誌論文] Sequential exocytosis of insulin granules is associated with redistribution of SNAP25. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takahashi N, Hatakeyama H, Okado H, Miwa A, Kishimoto T, Kojima T, Abe T, Kasai H.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 165(2) ページ: 255-262
• [文献書誌] Saito et al.: "Transfer of NMDAR2 cDNAs increases endogenous NMDAR1 protein and induces expression of functional NMDA receptors in PC12 cells."Brain Res Mol Brain Res.. 110. 159-168 (2003)