| 研究課題/領域番号 |
19K06945
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分46030:神経機能学関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
荒井 格 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (00754631)
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| 研究分担者 |
松田 恵子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (40383765)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 小脳 / デルタ型グルタミン酸受容体 / 長期抑圧 / 平行線維シナプス / 細胞外Ca濃度 / 小脳性運動学習 / シナプス伝達 / デルタ2型グルタミン酸受容体 / 電位依存性Caチャネル / 平行線維 / プルキンエ細胞 / 細胞外カルシウム濃度 / 長期可塑性 / Dセリン / δ2型グルタミン酸受容体 / シナプス可塑性 / 細胞外Ca2+ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
シナプスは脳において記憶・学習などの情報処理を行う基本素子であり、神経活動依存的に様々な制御を受けることが知られているが、不明な点も多い。近年、シナプス伝達を担うグルタミン酸受容体にイオン結合部位があることが明らかになった。一方でシナプスには活動依存的に細胞外イオン濃度が変化するものがあることが知られている。本研究は活動依存的に変化する細胞外イオン濃度によってグルタミン酸受容体を介したシナプス伝達がどのような制御を受けているのかについて、小脳性運動学習とそれを担う神経活動を指標として解明することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
小脳平行線維シナプスは局在するデルタ型グルタミン酸受容体（GluD2）にDセリンが結合することによって、小脳性運動学習に必須の長期抑圧（LTD）が生じる。GluD2の細胞外領域にはCa結合部位があり、Dセリンとの親和性に影響を及ぼす。この生理的意義について解析を行ったところ、Dセリン-GluD2シグナリングは、神経活動依存的なCa濃度の変化によって制御を受けており、Ca濃度の低下によってLTDが亢進し、更に小脳性運動学習も亢進する可能性が示唆された。すなわち、本研究により、シナプス活動依存性の細胞外イオン濃度変化というこれまでに無いシナプス伝達制御機構の存在が明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
中枢神経系における情報処理の基本単位であるシナプスは活動に応じて様々に調節される。シナプス間隙のイオン濃度は活動に依存して変化するが、その機能については不明な点が多い。一方、近年シナプス分子にイオン結合部位があることが明らかになった。本研究は、小脳平行線維シナプスに局在するGluD2を介したDセリンによるLTD誘導をモデルとして、神経活動依存的な細胞外イオン動態がシナプス後部に発現する分子を介してシナプス伝達そのものに影響を及ぼし、最終的に個体行動レベルにまで影響するという、これまでに無い全く新しいシナプス伝達制御機構を明らかにした。
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