バーグマングリアに発現するグルタミン酸受容体結合分子の機能的役割

• 研究課題/領域番号: 18053001
• 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: 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, 助教 (10360900)
• 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: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円); 2007年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2006年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: AMPA受容体 / バーグマングリア / stargazinファミリー / TARPs / ノックアウトマウス / 小脳 / 神経科学 / グルタミン酸受容体

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型グルタミン酸受容体およびその結合分子であるStargazinファミリー(TARPs)の詳細な細胞内局在解析を行い、バーグマングリアに発現するStargazinファミリーであるγ5サブユニットのノックアウトマウスを用いて、バーグマングリアでのAMPA型グルタミン酸受容体の発現調節機構を分子解剖学的に明らかにすることを目的として研究を行った。その結果、バーグマングリアに発現するAMPA型グルタミン酸受容体とγ5は共に平行線維および登上線維が形成する興奮性シナプスのシナプス間隙に面するバーグマングリアの突起の細胞膜に局在していた。また、バーグマングリアの細胞体内部のゴルジ装置に囲まれた小胞にも局在し、これらの分子が貯留していることが認められた。さらに、γ5サブユニットノックアウトマウスでは、このAMPA受容体のバーグマングリア細胞体内での貯留が消失し、グリア突起による不完全なシナプス被覆が認められた。以上の結果からバーグマングリアにおけるAMPA受容体は放出されたグルタミン酸を効率よく受容できる部位に局在するように制御を受けており、γ5はAMPA受容体の細胞体から突起への輸送を調節していることが示唆された。ニューロンではこのようなAMPA型グルタミン酸受容体の細胞体での貯留等は認められないことから、バーグマングリアではニューロンとは異なった受容体の局在調節機構が存在する可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Axonal motility and its modulation by activity are branch-type specific in the intact adult cerebellum (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama H, Fukaya M, Watanabe M, Linden D
  • 雑誌名: Neuron 56 ページ: 472-487
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic ablation of NMDA receptor subunit NR3B in mouse reveals motoneuronal and non-motoneuronal phenotypes (2007)
  • 著者名/発表者名: Niemann S, Kanki H, Fukui Y, Takao K, Fukaya M, Hynynen MN, Churchill MJ, Shefner JM, Bronson RT, Watanabe M, Brown RHJr, Miyakawa T, Itohara S, Hayashi Y
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 26 ページ: 1407-1420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence against GABA release from glutamatergic mossy fiber terminals in the developing hippocampus (2007)
  • 著者名/発表者名: Uchigashima M, Fukaya M, Watanabe M, Kamiya H
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 27 ページ: 8088-8100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subcellular arrangement of molecules for 2-arachidonoyl-glycerol-mediated retrograde signaling and its physiological contribution to synaptic modulation in the striatum (2007)
  • 著者名/発表者名: Uchigashima M, Narushima M, Fukaya M, Katona I, Kano M, Watanabe M
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 27 ページ: 3663-3676
  • NAID: 120005183167
  • 査読あり
• [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: EMBO Journal 26 ページ: 1924-1933
  • 査読あり
• [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 DE
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 10 ページ: 321-330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phospholipase Cb3 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 25 ページ: 659-672
  • 査読あり
• [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
  • 査読あり
• [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 JSAP1 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
• [学会発表] Selective localization of NR3A subunit at climbing fiber-interneuron synapses in the cerebellum (2007)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Fukaya and Masahiko Watanabe
  • 学会等名: Society for Neuroscience 37th Annual Meeting
  • 発表場所: サンディエゴコンベンションセンター・San Diego, USA
• [学会発表] The mode of AMPA-type glutamate receptor trafficking in Bergmannglia (2007)
  • 著者名/発表者名: 深谷昌弘、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第30回 日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜・パシフィコ横浜
• [学会発表] 小脳における登上線維-介在ニューロン間シナプス選択的に発現するNMDA受容体NR3Aサブユニットの分子解剖学的解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 深谷昌弘、渡辺雅彦
  • 学会等名: 日本解剖学会第53回東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 札幌・北海道医療大学