低分子量G蛋白質Arf6経路に着目した網膜リボンシナプスの分子解剖学

• 研究課題/領域番号: 15H04672
• 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: 解剖学一般(含組織学・発生学)
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 阪上 洋行 北里大学, 医学部, 教授 (90261528)
• 研究協力者: 深谷 昌弘 ; 原 芳伸
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: リボンシナプス / 視覚 / 筋ジストロフィー / 小胞輸送 / シナプス / 低分子量GTP結合タンパク質 / 網膜 / 光感受細胞 / 視細胞 / 光受容 / 低分子量Gタンパク質 / ジストロフィン

研究成果の概要

本研究は、網膜の視細胞リボンシナプスにおける低分子量G蛋白質ADPリボシル化因子6経路の役割を明らかにすることを目的として実施した。その結果、Arf6の活性化制御分子であるBRAG2aが視細胞のリボンシナプスの細胞膜にジストロフィン複合体と共存することを免疫組織学的解析により見出した。さらに網膜抽出液を用いたプルダウン法や免疫沈降法により、BRAG2aがジストロフィン及びジストログリカンと複合体と形成することを見出した。以上の結果より、BRAG2aはジストロフィン複合体の新たな構成分子として、Arf6の活性化を介してシナプス形成や維持を制御する可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトの外界からの情報の大半は視覚に依存しており、視覚障害が生活の質(QOL)に与える影響は著しく大きい。網膜の視細胞は、明暗・色調を鋭敏に感知して神経伝達物質を持続的に放出する特殊なシナプス「リボンシナプス」を持つ。しかしながら、リボンシナプスの生理学的特性を支える分子制御機序は未だ不明である。本研究は、低分子量G蛋白質Arf6経路の網膜リボンシナプスでの機能を明らかにするために実施した.
その結果、視細胞リボンシナプスにおいてArf6活性化制御因子BRAG2aがジストロフィン複合体を形成することを見出し、リボンシナプスの形成・維持に関わる新たな制御経路である可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Involvement of SRF coactivator MKL2 in BDNF-mediated activation of the synaptic activity-responsive element in the Arc gene. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi K, Ihara D, Fukuchi M, Tanabe H, Ishibashi Y, Tsujii J, Tsuda M, Kaneda M, Sakagami H, Okuno H, Bito H, Yamazaki Y, Ishikawa M, Tabuchi A.
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: 148 号: 2 ページ: 204-218
  • DOI: 10.1111/jnc.14596
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CMT type 2N disease-associated AARS mutant inhibits neurite growth that can be reversed by valproic acid (2019)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi Yuriko、Matsumoto Naoto、Iibe Noriko、Watanabe Natsumi、Torii Tomohiro、Sango Kazunori、Homma Keiichi、Miyamoto Yuki、Sakagami Hiroyuki、Yamauchi Junji
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 139 ページ: 69-78
  • DOI: 10.1016/j.neures.2018.09.016
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hyperactivation of mTORC1 disrupts cellular homeostasis in cerebellar Purkinje cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakai Y, Kassai H, Nakayama H, Fukaya M, Maeda T, Nakao K, Hashimoto K, Sakagami H, Kano M, Aiba A.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 2799-2799
  • DOI: 10.1038/s41598-019-38730-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pallidin is a novel interacting protein for cytohesin-2 and regulates the early endosomal pathway and dendritic formation in neurons (2018)
  • 著者名/発表者名: Ito Akiko、Fukaya Masahiro、Saegusa Shintaro、Kobayashi Emi、Sugawara Takeyuki、Hara Yoshinobu、Yamauchi Junji、Okamoto Hirotsugu、Sakagami Hiroyuki
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: 147 号: 2 ページ: 153-177
  • DOI: 10.1111/jnc.14579
  • 査読あり
• [雑誌論文] FIP4/Arfophilin-2 plays overlapping but distinct roles from FIP3/Arfophilin-1 in neuronal migration during cortical layer formation (2018)
  • 著者名/発表者名: Hara Yoshinobu、Fukaya Masahiro、Sugawara Takeyuki、Sakagami Hiroyuki
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 巻: 48 号: 9 ページ: 3082-3096
  • DOI: 10.1111/ejn.14199
  • 査読あり
• [雑誌論文] New Features on the Expression and Trafficking of mGluR1 Splice Variants Exposed by Two Novel Mutant Mouse Lines. (2018)
  • 著者名/発表者名: Rika Naito, Hidetoshi Kassai, Yusuke Sakai, Sabine Schönherr, Masahiro Fukaya, Christoph Schwarzer, Hiroyuki Sakagami, Kazuki Nakao, Atsu Aiba, Francesco Ferraguti
  • 雑誌名: Frontiers in Molecular Neuroscience 巻: 11 ページ: 439-439
  • DOI: 10.3389/fnmol.2018.00439
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] BRAG2a, a guanine nucleotide exchange factor for Arf6, is a component of the dystrophin-associated glycoprotein complex at the photoreceptor terminal. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakagami H, Katsumata O, Hara Y, Sasaoka T, Fukaya M
  • 雑誌名: Investigative Ophthalmology and Visual Science (IOVS) 巻: 58 号: 9 ページ: 3795-3803
  • DOI: 10.1167/iovs.17-21746
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cellular and subcellular localization of ADP-ribosylation factor 6 in mouse peripheral tissues (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsumata Osamu、Mori Momoko、Sawane Yusuke、Niimura Tomoko、Ito Akiko、Okamoto Hirotsugu、Fukaya Masahiro、Sakagami Hiroyuki
  • 雑誌名: Histochemistry and Cell Biology 巻: 148 号: 6 ページ: 577-596
  • DOI: 10.1007/s00418-017-1599-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CDKL5 controls postsynaptic localization of GluN2B-containing NMDA receptors in the hippocampus and regulates seizure susceptibility. (2017)
  • 著者名/発表者名: Okuda K, Kobayashi S, Fukaya M, Watanabe A, Murakami T, Hagiwara M, Sato T, Ueno H, Ogonuki N, Komano-Inoue S, Manabe H, Yamaguchi M, Ogura A, Asahara H, Sakagami H, Mizuguchi M, Manabe T, Tanaka T
  • 雑誌名: Neurobiology of Diseases 巻: 106 ページ: 158-170
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2017.07.002
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Data on the effect of knockout of cytohesin-1 in myelination-related protein kinase signaling. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ruri Tsuneishi, Naoto Matsumoto, Misa Itaoka, Yuki Urai, Minami Kaneko, Natsumi Watanabe, Shou Takashima, Yoichi Seki, Takako Morimoto, Hiroyuki Sakagami, Yuki Miyamoto, and Junji Yamauchi
  • 雑誌名: Data Brief. 巻: 15 ページ: 234-239
  • DOI: 10.1016/j.dib.2017.09.024
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Co-localization of endogenous Arf6 and its activator EFA6D in the granular convoluted tubule cells of mouse submandibular glands under normal conditions and when stimulated by isoproterenol, noradrenaline and carbachol. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tachow A, Thoungseabyoun W, Phuapittayalert L, Petcharat K, Sakagami H, Kondo H, Hipkaeo W.
  • 雑誌名: Arch Oral Biol. 巻: 82 ページ: 153-159
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2017.06.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinct subcellular localization of alternative splicing variants of EFA6D, a guanine nucleotide exchange factor for Arf6, in the mouse brain. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukaya M, Ohata S, Hara Y, Tamaki H, Sakagami H.
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: 477 号: 13 ページ: 868-873
  • DOI: 10.1002/cne.24048
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Expression of β subunit of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase I in the developing rat retina. (2016)
  • 著者名/発表者名: Jusuf AA, Sakagami H, Kikkawa S, Terashima T.
  • 雑誌名: Kobe Journal of Medical Sciences 巻: 61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyhydramnios in Lrp4 knockout mice with bilateral kidney agenesis: Defects in the pathways of amniotic fluid clearance. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanahashi, H.;Tian, Q.B.; Hara, Y.;Sakagami, H.;Endo, S.;Suzuki, T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 20241-20241
  • DOI: 10.1038/srep20241
  • NAID: 120007100143
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interaction of serologically defined colon cancer antigen-3 with Arf6 and its predominant expression in the mouse testis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakagami H, Hara Y, Fukaya M.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 477 号: 4 ページ: 868-873
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.06.150
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ADP ribosylation factor 6 regulates neuronal migration in the developing cerebral cortex through FIP3/Arfophilin-1-dependent endosomal trafficking of N-cadherin. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinobu Hara, Masahiro Fukaya, Kanehiro Hayashi, Takeshi Kawauchi, Kazunori Nakajima, and Hiroyuki Sakagami
  • 雑誌名: eNeuro 巻: 3 号: 4 ページ: 1-20
  • DOI: 10.1523/eneuro.0148-16.2016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Targeted disruption of the mouse protein phosphatase ppm1l gene leads to structural abnormalities in the brain. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kusano, R., Kousuke Fujita, K., Yasuharu Shinoda, Y., Nagaura, Y., Kiyonari, H., Abe, T, Watanabe, T., Matsui, Y., Fukaya, M., Sakagami, H., Sato, T., Funahashi, J.-I., Ohnishi, M., Tamura, S., Kobayashi, T.
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 590 号: 20 ページ: 3603-3615
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12429
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arf6 guanine-nucleotide exchange factor cytohesin-2 regulates myelination in nerves. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Torii, Nobuhiko Ohno, Yuki Miyamoto, Kazuko Kawahara, Yurika Saitoh, Kazuaki Nakamura, Shou Takashima, Hiroyuki Sakagami, Akito Tanoue, and Junji Yamauchi
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 460 号: 3 ページ: 819-825
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.03.113
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Arf6 mediates Schwann cell differentiation and myelination. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Torii, Yuki Miyamoto, Masahiro Yamamoto, Katsuya Ohbuchi, Hideki Tsumura, Kazuo Kawahara, Akito Tanoue, Hiroyuki Sakagami, and Jyunji Yamauchi
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 465 号: 3 ページ: 450-457
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.08.038
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Novel splice variants in the 5’UTR of Gtf2i expressed in the rat brain: alternative 5’UTRs and differential expression in the neuronal dendrites. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Shirai, Masahiko Watanabe, Hiroyuki Sakagami and Tatsuo Suzuki
  • 雑誌名: J. Neurochemistry 巻: 134 号: 3 ページ: 578-589
  • DOI: 10.1111/jnc.13136
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stimulation of Sigma-1 Receptor Ameliorates Depressive-like Behaviors in CaMKIV Null Mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi, S.;Sakagami, H.;Yabuki, Y.;Sasaki, Y.;Izumi, H.;Zhang, C.;Han, F.;Fukunaga, K.
  • 雑誌名: Mol Neurobiol 巻: 52 号: 3 ページ: 1210-1222
  • DOI: 10.1007/s12035-014-8923-2
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thromboxane A2 induces blood flow recovery via platelet adhesion to ischaemic regions. (2015)
  • 著者名/発表者名: Amano H, Ito Y, Eshima K, Kato S, Ogawa F, Hosono K, Oba K, Tamaki H, Sakagami H, Shibuya M, Narumiya S, Majima M.
  • 雑誌名: Cardiovasc Res. 巻: 107 号: 4 ページ: 509-521
  • DOI: 10.1093/cvr/cvv139
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Role of Vascular Endothelial Growth Factor Receptor-1 Signaling in the Recovery from Ischemia. (2015)
  • 著者名/発表者名: Amano H, Kato S, Ito Y, Eshima K, Ogawa F, Takahashi R, Sekiguchi K, Tamaki H, Sakagami H, Shibuya M, Majima M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10(7) 号: 7 ページ: e0131445-e0131445
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0131445
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 低分子量Gタンパク質Arf6活性化因子EFA6Cの小脳シナプス形成における役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三枝信太郎、深谷 昌弘 、阪上 洋行
  • 学会等名: 第124回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] Arf6活性化制御因子cytohesin 2 の局在解析と疼痛制御機構における役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 伊藤諭子、深谷昌弘、岡本浩嗣、阪上洋行
  • 学会等名: 第124回日本解剖学会総会・全国学術集会
• [学会発表] 大脳皮質層形成におけるArf 結合タンパク質Arfophilin-1 と-2 の機能的差異 (2018)
  • 著者名/発表者名: 原芳伸、阪上洋行
  • 学会等名: 第106回日本解剖学会関東支部会
• [学会発表] 脊髄におけるCytohesin 2 の局在解析と疼痛制御の機能関与 (2018)
  • 著者名/発表者名: 伊藤諭子、深谷昌弘、岡本浩嗣、阪上洋行
  • 学会等名: 第106回日本解剖学会関東支部会
• [学会発表] 新規cytohesin-2結合分子Pallidinの初期エンドソーム輸送調節と樹状突起形成制御機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 深谷 昌弘、伊藤 諭子、三枝信太郎 、原 芳伸、阪上 洋行
  • 学会等名: 第123回日本解剖学会総会・全国学術集会(東京)
• [学会発表] 中枢神経系髄鞘形成におけるArf6活性調節因子cytohesin-2の機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加倉井俊也, 深谷昌弘, 山内淳司, 阪上洋行
  • 学会等名: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 長崎大学坂本キャンパス(長崎県長崎市）
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] 新規cytohesin-2結合分子Pallidinの生体マウス脳における細胞内局在解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 深谷昌弘, 小林瑛未, 阪上洋行
  • 学会等名: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 長崎大学坂本キャンパス(長崎県長崎市）
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] 新規cytohesin-2結合分子Pallidinの細胞内局在とその機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 深谷 昌弘、伊藤 諭子、岡本 浩嗣、阪上 洋行
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会(千葉）
• [学会発表] 神経細胞の移動におけるRab11-FIP3，FIP4の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 原 芳伸, 阪上 洋行
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Arf6活性制御因子BRAG2cはジストロフィン複合体との相互作用を介して網膜視細胞のシナプスに局在する (2016)
  • 著者名/発表者名: 阪上 洋行, 深谷 昌弘
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] シナプス後部におけるBRAG2-Arf6シグナル経路を介したAMPA受容体輸送調節機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 深谷 昌弘, 阪上 洋行
  • 学会等名: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: ビックパレットふくしま（郡山市）
  • 年月日: 2016-03-30
• [学会発表] BRAG2-Arf6経路による新たなAMPA受容体シナプス発現調節機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阪上 洋行
  • 学会等名: BMB2015(第86回日本生化学会大会・第38回日本分子生物学会）
  • 発表場所: 神戸国際会議場 (神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-11-07
• [学会発表] BRAG2はendophilin3との相互作用を介してシナプス後部でのArf6の活性化とAMPA型受容体のエンドサイトーシスを調節する (2015)
  • 著者名/発表者名: 深谷 昌弘, 阪上 洋行
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 (神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] ADPリボシル化因子6 (Arf6)は脳層形成において神経細胞の移動を制御する (2015)
  • 著者名/発表者名: 原 芳伸, 阪上 洋行
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 (神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] グリシン作動性ニューロンでCreを発現するマウス系統の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柿崎 利和, 阪上 洋行, 崎村 建司, 柳川 右千夫
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 (神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-07-28
• [備考] 北里大学医学部解剖学（阪上）単位ホームページ
  • URL: http://www.med.kitasato-u.ac.jp/~sakagami/
• [備考] 北里大学医学部解剖学(阪上）単位ホームページ
  • URL: http://www.med.kitasato-u.ac.jp/~sakagami/
• [備考] 北里大学医学部解剖学（阪上)単位ホームページ
  • URL: http://www.med.kitasato-u.ac.jp/~sakagami/index.php?FrontPage
• [備考] 北里大学医学部解剖学(阪上)単位ホームページ
  • URL: http://www.med.kitasato-u.ac.jp/~sakagami/index.php?FrontPage