アストロサイトに発現するグルタミン酸受容体の細胞内局在とその制御機構

• 研究課題/領域番号: 17700328
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 深谷 昌弘 北海道大学, 大学院医学研究科, 助手 (10360900)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: AMPA型グルタミン酸受容体 / バーグマングリア / アストロサイト / 小脳 / 細胞内局在

研究概要

本研究では小脳バーグマングリアに発現するAMPA受容体の詳細な細胞内局在を明らかにし、神経細胞でのAMPA受容体局在制御機構との比較を行い、その細胞表面発現機構へのstargazinファミリー蛋白の関与を明らかにすることを目的として研究を行った。
まず、小脳バーグマングリアに発現するAMPA受容体のサブユニットであるGluRα1とGluRα4の局在解析を行った。その結果、AMPA受容体は平行線維とプルキンエ細胞の興奮性シナプスの周囲に豊富に存在し、特にシナプス間隙近傍のバーグマングリア細胞膜に局在していた。このことは放出されたグルタミン酸をバーグマングリアが効率よく受容するための局在制御機構が働いていると考えられる。さらに、stargazinファミリー蛋白mRNAの発現解析の結果、小脳バーグマングリアではg4とg5が発現していることが明らかとなった(Fukaya et al.,2005 Neurosci Res)。さらに抗体を用いて局在解析を行ったところ、g5はAMPA受容体と同様に平行線維-プルキンエ細胞シナプス間隙近傍のバーグマングリア細胞膜に局在していた。このことはg5がAMPA受容体の局在を制御する可能性を示唆している。また、g8の局在解析およびノックアウトマウスの解析の結果、g8はAMPA受容体が豊富なシナプス後膜肥厚部に多く局在し、棘突起や樹上突起の細胞膜にも存在していた。g8ノックアウトマウスではシナプス部および棘突起や樹上突起の細胞膜でのAMPA受容体が減少していた。このことからg8はAMPA受容体の局在制御に深く関与していることが明らかとなった(Fukaya et al.,2006,Eur J Neurosci)。
以上の結果から、バーグマングリアでのAMPA受容体の局在制御には神経細胞と同様にstargazinファミリー蛋白が関与する可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Tonic enhancement of endocannabinoid-mediated retrograde suppression of inhibition by cholinergic interneuron activity in the striatum (2007)
  • 著者名/発表者名: Narushima M, Uchigashima M, Fukaya M, Matsui M, Manabe T, Hashimoto K, Watanabe M, Kano M
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 27 ページ: 496-506
• [雑誌論文] Phospholipase Cβ3 is distributed in both somatodendriteic and axonal compartments and localized around perisynapse and smooth endoplasmic reticulum in mouse Purkinje cell subsets (2007)
  • 著者名/発表者名: Nomura S, Fukaya M, Tsujioka T, Wu D, Watanabe M
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience (in press)
• [雑誌論文] Vesicular release of glutamate from unmyelinated axons in white matter (2007)
  • 著者名/発表者名: Ziskin J L, Nishiyama A, Rubio M, Fukaya M, Bergles D E
  • 雑誌名: Nature Neuroscience (in press)
• [雑誌論文] Junctophilin-mediated channel crosstalk essential for cerebellar synaptic plasticity (2007)
  • 著者名/発表者名: Kakizawa S, Kishimoto Y, Hashimoto K, Miyazaki T, Furutanil K, Shimizu H, Fukaya M, Nishi M, Sakagami H, Ikeda A, Kondo H, Kano M, Watanabe M, Iino M, Takeshima H
  • 雑誌名: The EMBO Journal (in press)
• [雑誌論文] Abundant distribution of TARP γ-8 in synaptic and extrasynaptic surface of hippocampal neurons and its major role in AMPA receptor expression on spines and dendrites (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukaya M, Tsujita M, Yamazaki M, Kushiya E, Abe M, Akashi K, Natsume R, Kano M, Kamiya H, Watanabe M, Sakimura K
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 24 ページ: 2177-2190
  • NAID: 120000955769
• [雑誌論文] Effects of RNA interference of Atg4B on the limited proteolysis of LC3 in PC12 cells and expression of Atg4B in various tissues (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura K, Shibata M, Gotoh K, Fukaya M, Watanabe M, Uchiyama Y
  • 雑誌名: Autophagy 2・3 ページ: 200-208
• [雑誌論文] NR2B tyrosine phosphorylation modulates fear learning as well as amygdaloid synaptic plasticity (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa T, Komai S, Watabe MA, Kiyama Y, Fukaya M, Arima-Yoshida F, Horai R, Sudo K, Ebine K, Delawary M, Goto J, Umemori H, Tezuka T, Iwakura Y, Watanabe M, Yamamoto T, Manabe T
  • 雑誌名: The EMBO Journal 25 ページ: 2867-2877
• [雑誌論文] Localization of diacylglycerol lipase-a around postsynaptic spine suggests close proximity between production site of an endocannabinoid, 2-arachidonoyl-glycerol, and presynaptic cannabinoid CB1 receptor (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshida T, Fukaya M, Uchigashima M, Miura E, Kamiya H, Kano M, Watanabe M
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 26・18 ページ: 4740-4751
• [雑誌論文] The CB1 cannabinoid receptor is the major cannabinoid receptor at excitatory presynaptic sites in the hippocampus and cerebellum (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Y, Fukaya M, Maejima T, Yoshida T, Miura E, Watanabe M, Ohno-Shosaku T, Kano M
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 26・18 ページ: 2991-3001
  • NAID: 120007186992
• [雑誌論文] Expression and distribution of JNK/SAPK-associated scaffold protein JSAPI in developing and adult mouse brain (2006)
  • 著者名/発表者名: Miura E, Fukaya M, Sato T, Sugihara K, Asano M, Yoshioka K, Watanabe M
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 97 ページ: 1431-1446
• [雑誌論文] Distinct spatio-temporal expression of ABCA and ABCG transporters in the developing and adult mouse brain. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tachikawa M, Watanabe M, Hori S, Fukaya M, Ohtsuki S, Asashima T, Terasaki T
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 95 ページ: 294-304
• [雑誌論文] Spatial diversity in gene expression for VDCCg subunit family in developing and adult mouse brains. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukaya M, Yamazaki M, SaKimura K, Watanabe M
  • 雑誌名: Neuroscience Research ページ: 376-383
• [雑誌論文] NR2 to NR3B subunit switchover of NMDA receptors in early postnatal motoneurons. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukaya M, Hayashi Y, Watanabe M
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 21・5 ページ: 1432-1436
• [雑誌論文] Target-cell-specific left-right asymmetry of NMDA receptor content in schaffer collateral synapses in e1/NR2A knockout mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Wu Y, Kawakami R, Shinohara Y, Fukaya M, Sakimura K, Mishina M, Watanabe M, Ito M, Shigemoto R
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 25・40 ページ: 9213-9226
• [雑誌論文] Identification and characterization of a novel member of murine semaphorin family. (2005)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi M, Masuda T, Fukaya M, Kataoka H, Mishina M, Yaginuma H, Watanabe M, Shimizu T
  • 雑誌名: Genes to Cells 10 ページ: 785-792
• [雑誌論文] Retinotectal transmission in the optic tectum of rainbow trout. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M, Fukaya M, Tojima T, Kojima S, Ando H, Watanabe M, Urano A, Ito E
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 484・2 ページ: 249-259
• [図書] 第30回組織細胞化学講習会 組織細胞化学2005-遺伝子、分子、小器官、細胞をみる- ラジオアイソトープ(RI)を用いたin situハイブリダイゼーション(ISH)法. 深谷 昌弘P109-117 (2005)
  • 著者名/発表者名: 日本組織細胞化学会編
  • 総ページ数: 217
  • 出版者: 学祭企画