シナプス形成に関わる新規細胞間接着分子の探索

• 研究課題/領域番号: 16700320
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 木村 一志 三重大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (20314180)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2004年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: シナプス / 接着分子 / イオンチャネル

研究概要

本研究ではシナプス形成の分子メカニズムを解明すること目標として、シナプス形成期のマウス海馬の発現ライブラリーより、細胞間接着活性を持つ遺伝子の同定をおこなった。具体的には、接着分子を発現していない特殊な線維芽細胞、L細胞に発現ライブラリー(既知の接着分子の遺伝子をサブトラクションにより差し引いたもの)を導入し、ゲノムに外来性の遺伝子が組み込まれた細胞のみを抗生物質により選別した後、細胞凝集塊形成を行わせ、新規細胞接着因子の導入されたL細胞のみを選別するアッセイ法(アグリゲーションアッセイ法)を確立し、得られたクローンより遺伝子を同定した。その結果、候補遺伝子として、ある電位依存性イオンチャネルを同定した。現在までに、その細胞接着活性が細胞内シグナル分子に依存すること、培養海馬神経細胞において成長円錐に局在すること、マウス海馬組織において一部のシナプスに局在することを明らかにしている。さらには、非神経細胞にこのイオンチャネルを発現させ、神経細胞と共培養するとこれらの細胞間で人工的なシナプス形成が認められた。
以上の結果は、イオンチャネルがシグナルに依存してシナプス形成に寄与する細胞接着活性を持つことを示し、これまでの研究において、細胞接着活性およびシナプス形成活性を持つイオンチャネルは報告されておらず、本研究が初めてのものとなる。また、このイオンチャネルは電位依存的であると考えられることから、神経活動に依存した細胞接着に貢献することが想定される。今後、このイオンチャネルの機能を詳細に解析することによって、神経活動依存的なシナプス形成のメカニズムが明らかにされることが期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Implications of the aquaporin-4 structure on array formation and cell adhesion. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki, Y., Tani, K., Kamegawa, A., Gyobu, N., Nishikawa, K., Suzuki, H., Walz, T., Sasaki, S., Mitsuoka, K., Kimura, K., Mizoguchi, A., Fujiyoshi, Y.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 335・4 ページ: 628-639
• [雑誌論文] Persistence of gene expression changes in noninflamed and inflamed colonic mucosa in ulcerative colitis and their presence in colonic carcinoma. (2005)
  • 著者名/発表者名: Toiyama, Y., Mizoguchi, A., Kimura, K., Araki, T., Yoshiyama, S., Sakaguchi, K., Miki, C., Kusunoki, M.
  • 雑誌名: World Journal of Gastroenterology 11・33 ページ: 5151-5155
• [雑誌論文] The targeted disruption of the MYPT1 gene results in embryonic lethality. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, R., Ito, M., Suzuki, N., Kongo, M., Moriki, N., Saito, H., Tsumura, H., Imanaka-Yoshida, K., Kimura, K., Mizoguchi, A., Hartshorne, D.J., Nakano, T.
  • 雑誌名: Transgenic Research 14・3 ページ: 337-340
• [雑誌論文] Neurogenesis in the ependymal layer of the adult rat 3^<rd> ventricle. (2005)
  • 著者名/発表者名: Xu, Y., Tamamaki, N., Noda, T., Kimura K., Itokazu, Y., Matsumoto, N, Dezawa, M, Ide C.
  • 雑誌名: Experimental Neurology 192・2 ページ: 251-264
• [雑誌論文] Mammalian septin Sept2 modulates the activity of GLAST, a glutamate transporter in astrocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, N., Kimura, K., Matsumoto, N., Watanabe, M., Fukaya, M., Ide, C.
  • 雑誌名: Genes to Cells 9・1 ページ: 1-14
• [雑誌論文] Neurite outgrowth from hippocampal neurons is promoted by choroid plexus ependymal cells in vitro (2004)
  • 著者名/発表者名: Kimura, K., Matsumoto, N., Kitada, M., Mizoguchi, A., Ide, C.
  • 雑誌名: Journal of Neurocytology 33・4 ページ: 465-476