小脳成熟に伴う登上線維支配様式の可塑性減少およびその臨界期の特定

• 研究課題/領域番号: 18700335
• 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: 宮崎 太輔 北海道大学, 大学院医学研究科, 助教 (90374230)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,860千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 360千円); 2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 小脳 / プルキンエ細胞 / 登上線維 / 平行線維 / グルタミン酸受容体 / 神経標識法 / 遺伝子改変動物 / 臨界期

研究概要

小脳プルキンエ細胞 (PC)は、数十万本の平行線維 (PF)と1本の登上線維 (CF)による興奮性入力を受けている。幼若期のPCは複数のCFによる多重支配を受けているが、発達過程において余剰なCFは排除され、生後3週目までには一つのPCがただ1本のCFによって支配される単一支配が確立する。この単一支配化には、PFシナプス後部特異的に発現するグルタミン酸受容体GluRd2が重要であることが知られている。本研究では、誘導型GluRd2欠損マウスを用いて、CF-PC単一支配化の維持にGluRd2が関与しているかどうかを明らかにすべく行われた。誘導型GluRd2欠損マウスのCF-PC支配様式を、神経標識法および免疫組織化学法を用いて解析したところ、(1)分子欠損誘導後8週からCF多重支配が認められ、GluRd2欠損領域でCF支配領域の拡大が認められた、(2)分子欠損誘導後8週からtransverse branchと呼ばれるCF側枝が側方のPCに対して異所性支配を行い、CF-PC多重支配を引き起こしている様子が観察されたという2つの所見が得られた。以上の結果はGluRd2がCF側枝による側方支配を抑制することで成体期におけるCF-PC単一支配の維持に関わっていることを強く示唆するものであった。

研究成果

• [雑誌論文] The N-terminal domain of GluRδ2 recruits presynaptic terminals and regulates synaptogenesis in the cerebellum in vivo (2009)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa W, Miyazaki T, Kohda K, Matsuda K, Emi K, Motohashi J, Watanabe M, Yuzaki M
  • 雑誌名: J. Neurosci (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spinocerebellar ataxia type 6 knockin mice develop a progressive neuronal dysfunction with age-dependent accumulation of mutant CaV2.1 channels. (2008)
  • 著者名/発表者名: Watase K, Barrett CF, Miyazaki T, Ishiguro T, Ishikawa K, Hu Y, Unno T, Sun Y, Kasai S, Watanabe M, Gomez CM, Mizusawa H, Tsien RW, Zoghbi HY
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 105(33) ページ: 11987-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cerebellar pathology in transgenic mice expressing the pseudorabies virus immediate-early protein IE 180 (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomioka Y, Miyazaki T, Taharaguchi S, Yoshino S, Morimatsu M, Uede T, Ono E, Watanabe M
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 27(8) ページ: 2115-2132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of FAK ablation on cerebellar foliation, Bergmann glia positioning and climbing fiber territory on Purkinje cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe F, Miyazaki T, Takeuchi T, Fukaya M, Nomura T, Noguchi S, Mori H, Sakimura K, Watanabe M, Mishina M
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 27(4) ページ: 836-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential regulation of synaptic plasticity and cerebellar motor learning by the C-terminal PDZ-binding motif of GluRdelta2 (2008)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa W, Miyazaki T, Emi K, Matsuda K, Kohda K, Motohashi J, Mishina M, Kawahara S, Watanabe M, Yuzaki M
  • 雑誌名: J Neurosci 28(6) ページ: 1460-8
  • NAID: 120006399304
  • 査読あり
• [雑誌論文] IQ-ArfGEF/BRAG1 is a guanine nucleotide exchange factor for Arf6 that interacts with PSD-95 at postsynaptic density of excitatory synapses (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakagami H, Sanda M, Fukaya M, Miyazaki T, Sukegawa J, Yanagisawa T, Suzuki T, Fukunaga K, Watanabe M, Kondo H
  • 雑誌名: Neurosci Res 60(2) ページ: 199-212
  • NAID: 10031136221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spinocerebellar ataxia type 6 knockin mice develop a progressive neuronal dysfunction with age-dependent accumulation of mutant CaV2.1 channels (2008)
  • 著者名/発表者名: Watase K, Barrett CF, Miyazaki T, Ishiguro T, Ishikaw a K, Hu Y, Unno T, Sun Y, Kasai S, Watanabe M, Gomez CM, Mizusawa H, Tsien RW, Zoghbi HY.
  • 雑誌名: Proc Nati Acad Sci USA 105 ページ: 11987-11992
  • 査読あり
• [雑誌論文] IQ-ArfGEF/BRAG1 is a guanine nucleotide exchange factor for Arf6 that interacts with PSD-95 at postsynaptic density of excitatory synapses. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakagami H, Sanda M, Fukaya M, Miyazaki T, Sukegawa J, Yanagisawa T, Suzuki T, Fukunaga K, Watanabe M, Kondo H.
  • 雑誌名: Neurosci Res 60 ページ: 199-212
  • NAID: 10031136221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential regulation of synaptic plasticity and cerebellar motor learning by the C-terminal PDZ-binding motif of GluRdelta2. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa W, Miyazaki T, EmiK, Matsuda K, Kohda K, Motohashi J, Mishina M, Kawahara S, Watanabe M, Yuzaki M.
  • 雑誌名: J Neurosci. 28 ページ: 1460-1468
  • NAID: 120006399304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of FAK ablation on cerebellar foliation, Bergmann glia positioning and climbing fiber territory on Purkinje cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe F, Miyazaki T, Takeuchi T, Fukaya M, Nomura T, Noguchi S, Mori H, Sakimura K, Watanabe M, Mishina M.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 27 ページ: 836-854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cerebellar pathology in transgenic mice expressing the pseudorabies virusimmediate-early protein IE 180. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomioka Y, Miyazaki T, Taharaguchi S, Yoshino S, Morimatsu M, Uede T, Ono E, Watanabe M.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abnormal features in mutant cerebellar Purkinje cells lacking junctophilins (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikeda A, Miyazaki T, Kakizawa S, Okuno Y, Tsuchiya S, Myomoto A, Saito SY, Yamamoto T, Yamazaki T, Iino M, Tsujimoto G, Watanabe M, Takeshima H
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 363(3) ページ: 835-9
  • 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, Furutani 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 J 26(7) ページ: 1924-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca2+ permeability of the channel pore is not essential for the delta2 glutamate receptor to regulate synaptic plasticity and motor coordination (2007)
  • 著者名/発表者名: .Kakegawa W, Miyazaki T, Hirai H, Motohashi J, Mishina M, Watanabe M, Yuzaki M
  • 雑誌名: J Physiol (London) 579 ページ: 729-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca2+ permeability of the channel pore is not essential for the delta2 glutamate receptor to regulate synaptic plasticity and motor coordination. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa W, Miyazaki T, Hirai H, Motohashi J, Mishina M, Watanabe M, Yuzaki M.
  • 雑誌名: J Physiol 579 ページ: 729-735
  • 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, Furutani 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 J 26 ページ: 1924-1933
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abnormal features in mutant cerebellar Purkinje cells lacking junctophilins. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikeda A, Miyazaki T, Kakizawa S, Okuno Y, Tsuchiya S, Myomoto A, Saito SY, Yamamoto T, Yamazaki T, Iino M, Tsujimoto G, Watanabe M, Takeshima H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 363 ページ: 835-839
  • 査読あり
• [雑誌論文] M. Ca2+ permerability of the channel pore is not essential for the delta2 glutamate receptor to regulate synaptic plasticity and motor coordination (2007)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa, W., Miyazaki, T., Hirai, H., Motohashi, J., Mishina, M., Watanabe, M., Yuzaki.M
  • 雑誌名: J. Physiol 579 ページ: 729-735
• [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., Furutani, 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 J 26 ページ: 1924-1933
• [雑誌論文] Disturbance of cerebellar synaptic maturation in mutant mice lacking BSRPs, a novel brain-specific receptor-like protein family (2006)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki T, Hashimoto K, Uda A, Sakagami H, Nakamura Y, Saito SY, Nishi M, Kume H, Tohgo A, Kaneko I, Kondo H, Fukunaga K, Kano M, Watanabe M, Takeshima H
  • 雑誌名: FEBS Lett 580(17) ページ: 4057-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional uncoupling between Ca2+ release and afterhyperpolarization in mutant hippocampal neurons lacking junctophilins (2006)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi S, Nishi M, Komazaki S, Sakagami H, Miyazaki T, Masumiya H, Saito SY, Watanabe M, Kondo H, Yawo H, Fukunaga K, Takeshima H
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 103(28) ページ: 10811-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impaired cerebellar functions in mutant mice lacking DNER (2006)
  • 著者名/発表者名: Tohgo A, Eiraku M, Miyazaki T, Miura E, Kawaguchi SY, Nishi M, Watanabe M, Hirano T, Kengaku M, Takeshima H
  • 雑誌名: Mol Cell Neurosci 31(2) ページ: 326-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional uncoupling between Ca2+ release and afterhyperpolarization in mutant hippocampal neurons lacking junctophilins (2006)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi, S., Nishi, M., Komazaki, S., Sakagami, H., Miyazaki, T., Masumiya, H., Saito, S.Y., Watanabe, M., Kondo, H., Yawo, H., Fukunaga, K., Takeshima, H
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103 ページ: 10811-10816
• [雑誌論文] Disturbance of cerebellar synaptic maturation in mutant mice lacking BSRPs, a novel brain-specific receptor-like protein family (2006)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, T., Hashimoto, K., Uda, A., Sakagami, H., Nakamura Y., Saito, S.Y., Nishi, M., Kume, H., Tohgo, A., Kaneko, I., Kondo, H., Fukunaga, K., Kano, M., Watanabe, M., Takeshima, H
  • 雑誌名: FEBS Lett. 580 ページ: 4057-4064
• [学会発表] マウス小脳および海馬におけるセクレトグラニンII(SgII)の局在様式 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 太輔・渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第114回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 岡山理科大学(岡山)
• [学会発表] マウス小脳および海馬におけるセクレトグラニンII(Sgll)の局在様式 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮崎太輔・渡辺雅彦
  • 学会等名: 第114回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 岡山理科大学(岡山)
• [学会発表] GLASTはバーグマングリアの形態分化および登上線維単一支配の維持に必要である (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 太輔・渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第54回東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 市民プラザ・ビッグアイ(福島・郡山)
• [学会発表] GLAST is essential for the maintenance of climbing fiber monoinnervation through preventing local ectopic innervations to neighbouring and remote Purkinje cells and promoting cytological differentiation of Bergmann glia (2008)
  • 著者名/発表者名: Taisuke Miyazaki, Miwako Yamasaki, Kouichi Tanaka, Masahiko Watanabe
  • 学会等名: 6th FENS Forum of Europian Neuroscience
  • 発表場所: Palexpo Conference Center (Geneva, Switzerland)
• [学会発表] グルタミン酸受容体GluR2は成体マウスにおける登上線維単一支配の維持に必須である (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 太輔・渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第113回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 大分医科大学(大分)
• [学会発表] GLAST is essential for the maintenance of climbing fiber monoinnervation through preventing local ectopic innervations to neighbouring and remote Purkinje cells and promoting cytological differentiation of Bergmann glia (2008)
  • 著者名/発表者名: Taisuke Miyazaki, Miwako Yamasa ki, Kouichi Tanaka, Masahiko Wat anabe
  • 学会等名: 6^<th> FENS Forum of Europian Neuroscience
  • 発表場所: Palexpo Conference Center (Geneva, Switzerland)
• [学会発表] グルタミン酸受容体GluRδ2は成体マウスにおける登上線維単一支配の維持に必須である (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 太輔・渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第113回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 大分県・大分大学
• [学会発表] GLAST分子欠損マウスにおけるバーグマングリアの形態分化異常および形態学的登上線維多重支 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 太輔・田中 光一 渡辺 雅彦
  • 学会等名: Neuro 2007 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
• [学会発表] GLAST分子欠損マウスにおけるバーグマングリアの形態分化異常および局所的な異所性プルキンエ細胞支配による登上線維多重支配 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 太輔・渡辺 雅彦
  • 学会等名: 2007年 第112回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪)
• [学会発表] GLAST分子欠損マウスにおけるバーグマングリアの形態分化異常および形態学的登上線維多重支配 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 太輔・田中 光一 渡辺 雅彦
  • 学会等名: Neuro 2007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] GLAST is essential for cytological differentiation of Bergmann glia and climbing fiber monoinnervation by suppressing local ectopic innervation (2006)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 太輔・田中 光一
  • 学会等名: 第29回日本神経科学大会
  • 発表場所: 国立京都国際会議場(京都)