脳梁膨大後皮質におけるグルタミン酸受容体GluD2の局在および機能解析

• 研究課題/領域番号: 18K06813
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分48010:解剖学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 今野 幸太郎 北海道大学, 医学研究院, 助教 (20599641)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: グルタミン酸受容体 / 脳梁膨大後皮質 / GluD2

研究成果の概要

グルタミン酸受容体GluD2は小脳平行線維－プルキンエ細胞シナプス選択的に局在し回路形成に関与するが、小脳外におけるGluD2の局在や機能は不明である。申請者は脳梁膨大後皮質（RSG）に着目し、神経解剖学的手法を用いて局在および機能解析を行った。その結果、RSGにおいてGluD2は視床前腹側核（AV）由来神経終末との非対称性シナプス後部に選択的な局在が認められた。さらに、GluD2あるいはGluD2のリガンドであるCbln1遺伝子欠損マウスのRSGにおいてAV由来の神経終末が有意に減少した。以上の結果は小脳外領域においてもGluD2/Cbln1が共同して神経回路構築に関与することを示唆する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、GluD2の欠失変異をもつ家系が相次いで報告され、これらの患者において発語障害や精神遅滞などの高次脳機能障害といった予想外の症状が認められた。高次脳機能障害は小脳外の脳部位に発現しているGluD2の機能を反映している可能性が考えられるが、過去に小脳外におけるGluD2の局在や機能を示す報告はない。今回の成果はGluD2とCbln1が小脳外においても特定の神経回路基盤構築に重要な役割を担うことを示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] A comparative analysis of kainate receptor GluK2 and GluK5 knockout mice in a pure genetic background (2021)
  • 著者名/発表者名: Iida Izumi、Konno Kohtarou、Natsume Rie、Abe Manabu、Watanabe Masahiko、Sakimura Kenji、Terunuma Miho
  • 雑誌名: Behavioural Brain Research 巻: 405 ページ: 113194-113194
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2021.113194
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rats deficient in the GAD65 isoform exhibit epilepsy and premature lethality. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kakizaki T, Ohshiro T, Itakura M, Konno K, Watanabe M, Mushiake H, Yanagawa Y.
  • 雑誌名: FASEB J. 巻: 35 号: 2 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1096/fj.202001935r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific Neuroligin3?αNeurexin1 signaling regulates GABAergic synaptic function in mouse hippocampus (2020)
  • 著者名/発表者名: Uchigashima Motokazu、Konno Kohtarou、Demchak Emily、Cheung Amy、Watanabe Takuya、Keener David G、Abe Manabu、Le Timmy、Sakimura Kenji、Sasaoka Toshikuni、Uemura Takeshi、Imamura Kawasawa Yuka、Watanabe Masahiko、Futai Kensuke
  • 雑誌名: eLife 巻: 9
  • DOI: 10.7554/elife.59545
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] FTY720 Attenuates Neuropathic Pain after Spinal Cord Injury by Decreasing Systemic and Local Inflammation in a Rat Spinal Cord Compression Model (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki K, Kawabori M, Seki T, Takamiya S, Tateno T, Konno K, Watanabe M, Houkin K.
  • 雑誌名: J Neurotrauma . 巻: 37 号: 15 ページ: 17201728-17201728
  • DOI: 10.1089/neu.2019.6905
  • NAID: 120006876297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression mapping, quantification, and complex formation of GluD1 and GluD2 glutamate receptors in adult mouse brain (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamoto Chihiro、Konno Kohtarou、Miyazaki Taisuke、Nakatsukasa Ena、Natsume Rie、Abe Manabu、Kawamura Meiko、Fukazawa Yugo、Shigemoto Ryuichi、Yamasaki Miwako、Sakimura Kenji、Watanabe Masahiko
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: 528 号: 6 ページ: 1003-1027
  • DOI: 10.1002/cne.24792
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Heterogeneous localization of muscarinic cholinoceptor M1 in the salivary ducts of adult mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Rawangwong A, Khrongyut S, Chomphoo S, Konno K, Yamasaki M, Watanabe M, Kondo H, Hipkaeo W.
  • 雑誌名: Arch Oral Biol. 巻: 100 ページ: 14-22
  • DOI: 10.1016/j.archoralbio.2019.02.001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Deletion of exons encoding carboxypeptidase domain of Nna1 results in Purkinje cell degeneration (pcd) phenotype (2018)
  • 著者名/発表者名: Zhou Li、Hossain M. Ibrahim、Yamazaki Maya、Abe Manabu、Natsume Rie、Konno Kohtaro、Kageyama Shun、Komatsu Masaaki、Watanabe Masahiko、Sakimura Kenji、Takebayashi Hirohide
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: 147 号: 4 ページ: 557-572
  • DOI: 10.1111/jnc.14591
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ASCT1 (Slc1a4) transporter is a physiologic regulator of brain d-serine and neurodevelopment. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kaplan E, Zubedat S, Radzishevsky I, Valenta AC, Rechnitz O, Sason H, Sajrawi C, Bodner O, Konno K, Esaki K, Derdikman D, Yoshikawa T, Watanabe M, Kennedy RT, Billard JM, Avital A, Wolosker H.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 115 号: 38 ページ: 9628-9633
  • DOI: 10.1073/pnas.1722677115
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] CDC42EP4, a perisynaptic scaffold protein in Bergmann glia, is required for glutamatergic tripartite synapse configuration. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ageta-Ishihara N, Konno K, Yamazaki M, Abe M, Sakimura K, Watanabe M, Kinoshita M.
  • 雑誌名: Neurochem Int 巻: S0197-0186 号: 17 ページ: 30442-4
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2018.01.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Expression mapping of GluD1 and GluD2 glutamate receptors in adult mouse brain (2020)
  • 著者名/発表者名: Kohtarou Konno, Taisuke Miyazaki, Miwako Yamasaki, Kenji Sakimura, and Masahiko Watanabe
  • 学会等名: 第43回日本神経科学学会
• [学会発表] Expression mapping, quantification, and complex formation of GluD1 and GluD2 glutamate receptors in adult mouse brain. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kohtarou Konno, Chihiro Nakamoto, Kenji Sakimura, Masanobu Kano, Masahiko Watanabe.
  • 学会等名: IBRO2019
  • 国際学会
• [学会発表] Glyoxal fixative is effective for immunohistochemical detection of synaptic molecules in vivo. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kohtarou Konno and Masahiko Watanabe.
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] Extracerebellar localization of glutamate receptor GluD2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kohtarou Konno, Kenji Sakimura, Miwako Yamasaki, Masahiko Watanabe
  • 学会等名: 神経化学学会