優性及び劣性遺伝形態をとる運動失調症マウスの小脳機能の電気生理学的比較

• 研究課題/領域番号: 18019021
• 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: 東北大学 (2007); 京都大学 (2006)
• 研究代表者: 若森 実 東北大学, 歯学研究科, 教授 (50222401)
• 研究分担者: 森 泰生 京都大学, 工学研究科, 教授 (80212265)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円); 2007年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2006年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: チャネル / カルシウム / RIM1 / アクティブゾーン / 不活性化 / 運動失調 / Cav2.1 / βサブユニット / パッチクランプ法 / GABA

研究概要

運動失調症を呈するトタリング(tg)、リーナー(tg^<la>)及びローリングナゴヤ(tg^<rol>)マウスはP型Ca^<2+>チャネルをコードするCav2.1に変異があり、プルキンエ細胞のP型チャネルの活性が低下していることを明らかにしてきた。また、tg、tg^<la>及びtg^<rol>マウスが持つ変異をCav2.1に導入し、BHK細胞に発現させ、パッチクランプ法を用いて急性単離プルキンエ細胞で得られたデータと同様の傾向が見られることを報告してきた。しかし、BHK細胞に発現させたCav2.1チャネルの不活性化は非常に速いのに対し、急性単離プルキンエ細胞のP型チャネル電流の不活性化は遅い。我々はシナプス前膜でシナプス小胞の開口放出に関わるRIM1(Rab3-interacting molecule 1)がCa^<2+>チャネルのβサブユニットと相互作用し、チャネルの不活性化を修飾することを見出した。RIM1(1079-1257)はCa^<2+>チャネルのβサブユニットと弱く結合するが、不活性化を変化させなかった。一方、RIM1(1258-1463)はCa^<2+>チャネルのβサブユニットと弱く結合し不活性化のkineticsを遅くし、定常状態の不活性化曲線を右方移動させた。kinetics及び、不活性化曲線は2段になり、RIM1(1258-1463)が結合したCa^<2+>チャネルと結合していないCa^<2+>チャネルがあるようである。
RIM1(1079-1463)はCa^<2+>チャネルのβサブユニットと強く結合しRIM1全長と同等かそれ以上に不活性化のkineticsを遅くし、定常状態の不活性化曲線を右方移動させた。以上の結果よりアクティブゾーンにあり神経伝達物質放出に係わるRIM1がC末領域で電位依存性Ca^<2+>チャネルのβサブユニットと結合し、不活性化機構の調節を行い、シナプス伝達効率を調節している可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] RIM1 confers sustained activity and neurotransmitter vesicle anchoring to presynaptic Ca^<2+> channels. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kiyonaka S, Wakamori M, Miki T, Uriu Y, Nonaka M, Bito H, Beedle AM, Mori E, Hara Y, De Waard M, Kanagawa M, Itakura M, Takahashi M, Campbell KP, Mori Y
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 10 ページ: 691-701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solution structure of agelenin, an insecticidal peptide isolated from the spider Agelena opulenta, and its structural similarities to insect-specific calcium channel inhibitors. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamaji N, Sugase K, Nakajima T, Miki T, Wakamori M, Mori Y, Iwashita T.
  • 雑誌名: FEBS Letter 581 ページ: 3789-3794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutation associated with an autosomal dominant cone-rod dystrophy CORD7 modifies RIM1-mediated modulation of voltage-vependent Ca^<2+> channels. (2007)
  • 著者名/発表者名: Miki T, Kiyonaka S, Uriu Y, De Waard M, Wakamori M, Beedle AM, Campbell KP, Mori Y
  • 雑誌名: Channels 1 ページ: 144-147
  • 査読あり
• [雑誌論文] A functional AMPA receptor-calcium channel complex in the postsynantic membrane. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kang, M.G., Chen, C.C., Wakamori, M., Hara, Y., Mori, Y., Campbell, K.P.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 103 ページ: 5561-5566
• [雑誌論文] A critical role of TRPM2 in neuronal cell death by hydrogen peroxide. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, S., Kawakami, S., Hara, Y., Wakamon, M., Itoh, E., Minami, T., Takada, Y., Kume, T., Katsuki, H., Mori, Y., Akaike, A.
  • 雑誌名: J.Pharmacol.Sci. 101 ページ: 66-76
  • NAID: 10018237407
• [雑誌論文] Coupling of STIM1 to store-operated Ca2+ entry through its constitutive and inducible movement in the endoplasmic reticulum. (2006)
  • 著者名/発表者名: Baba, Y., Hayashi, K., Fujii, Y., Mizushima, A., Watarai, H., Wakamori, M., Numaga, T., Mori, Y., Iino, M., Hikida, M., Kurosaki, T.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 103 ページ: 16704-16709
• [雑誌論文] Arachidonic acid can function as a signaling modulator by activating the TRPM5 cation channel in taste receptor cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Oike, H., Wakamori, M., Mori, Y., Nakanishi, H., Taguchi, R., Misaka, T., Matsumoto, I., Abe, K.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys.Acta. 1761 ページ: 1078-1084
• [雑誌論文] A CaV2.1 calcium channel mutation rocker reduces the number of postsynaptic AMPA receptors in parallel fiber-Purkinje cell synapses. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kodama, T., Itsukaichi-Nishida, Y., Fukazawa, Y., Wakamori, M., Miyata, M., Molnar, E., Mori, Y., Shigemoto, R., Imoto, K.
  • 雑誌名: Eur.J.Neurosci. 24 ページ: 2993-3007
• [雑誌論文] Properties of human Cav2.1 channel with a spinocerebellar ataxia type 6 mutation expressed in Purkinje cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Saegusa, H., Wakamori, M., Matsuda, Y., Wang, J., Mori.Y., Zone.S.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Neurosci. 34 ページ: 261-270
• [雑誌論文] TRPC7. (2006)
  • 著者名/発表者名: Numaga, T., Wakamori, M., Mori, Y.
  • 雑誌名: Handb.Exp.Pharmacol 179 ページ: 143-151
• [学会発表] 電位依存性Ca^<2+>チャネルによる効率的な神経伝達の分子機構. (2008)
  • 著者名/発表者名: 若森 実
  • 学会等名: 第6回口腔医科学フロンティア
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-02-09
• [学会発表] Active zone scaffolding protein RIM1 confers sustained activity to presynaptic Ca^<2+> channels. (2007)
  • 著者名/発表者名: Wakamori M
  • 学会等名: The 7th Japan-Korea Joint Symposium of Brain Sciences, and Cardiac and Smooth Muscles
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-12-09
• [学会発表] 神経伝達物質放出においてアクティブゾーンタンパク質RIM1と電位依存性Ca^<2+>チャネルとの結合がもたらす新たな機能 (2007)
  • 著者名/発表者名: 若森実、清中茂樹、三木崇史、瓜生幸嗣、森泰生
  • 学会等名: 第29回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] Mutation Associated with an Autosomal Dominant Cone-Rod Dystrophy CORD7 Modifies RIM1-Mediated Modulation of Voltage-Dependent Ca^<2+> Channels. (2007)
  • 著者名/発表者名: Wakamori M
  • 学会等名: トランスポーター研究会東北部会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2007-11-25
• [学会発表] 電位依存性P/Q型カルシウムチャネルの不活性化過程の修飾 (2007)
  • 著者名/発表者名: 若森実、瓜生幸嗣、三木崇史、清中茂樹、森泰生
  • 学会等名: 第58回日本薬理学会北部会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-09-29
• [学会発表] Active zone protein RIM1 functionally associates with presynaptic VDCC. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kiyonaka S, Miki T, Nonaka M, Uriu Y, Wakamori M, Mori E, Hara Y, De Waard M, Itakura M, Takahashi M, Bito H, Campbell KP & Mori Y
  • 学会等名: 第30回神経科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] The RIM1 mutation associated with an autosomal aominant cone-Rod dystrophy CORD7, alters effects of RIM1 on VDCC currents. (2007)
  • 著者名/発表者名: Miki T, Kiyonaka S, Uriu Y, Wakamori M, Mori E, Itakura M, Takahashi M, Campbell KP & Mori Y
  • 学会等名: 第30回神経科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] Functional impact of RIM1 family sharing C_2B domain on gating of voltage-dependent Ca^<2+> channels. (2007)
  • 著者名/発表者名: Uriu Y, Wakamori M, Kiyonaka S, Miki T, Mori E & Mori Y
  • 学会等名: 第30回神経科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] Effects of RIM1 on inactivation of neuronal voltage-dependent calcium channels. (2007)
  • 著者名/発表者名: Wakamori M, Uriu Y, Miki T, Kiyonaka S & Mori Y
  • 学会等名: 第30回神経科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-12
• [学会発表] 一酸化窒素のシステイン残基直接酸化修飾によるTRPチャネルの活性化機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉田卓史、若森 実
  • 学会等名: 第49回日本基礎歯科医学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-08-29
• [学会発表] プレシナプスアクティブゾーンタンパク質による電位依存性P/Q型カルシウムチャネルの不活性化過程の機能修飾 (2007)
  • 著者名/発表者名: 若森 実
  • 学会等名: 第49回日本基礎歯科医学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-08-29