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グルタミン酸受容体の1分子内サブユニット構成の同定と細胞膜上局在の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K07264
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
研究機関福井大学

研究代表者

黒田 一樹  福井大学, 学術研究院医学系部門, 准教授 (60557966)

研究分担者 深澤 有吾  福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (60343745)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードAMPA型グルタミン酸受容 / SDS処理凍結割断レプリカ標識 / 膜分子複合体 / サブユニット構成 / 局在解析 / 電子顕微鏡 / AMPA型グルタミン酸受容体 / AMPA型グルタミン受容体 / SDS処理凍結割断レプリカ標識法 / 凍結割断レプリカ法 / 膜分子局在解析
研究開始時の研究の概要

脳内の速い興奮性シナプス応答を担うAMPA型グルタミン酸受容体(AMPAR)は、4つのサブユニットで構成された膜分子複合体である。しかし、サブユニット構成の異なるそれぞれのAMPARが、機能的に区画化された神経細胞の細胞膜上にどの様に分布して機能を支えているかについては、複合体のサブユニット構成を1分子レベルで調べる方法が無いため不明である。膜分子の分布を高い空間分解能と感度で可視化できるSDS処理凍結割断レプリカ標識法(SDS-FRL法)を改良して、神経細胞膜上に発現するAMPARのサブユニット構成を同定し、サブユニット構成の異なるAMPARの膜上分布を明らかにする。

研究成果の概要

AMPA型グルタミン酸受容体(AMPAR)は、4つのサブユニットで構成された膜分子複合体で、構成するサブユニットの違いによりその応答特性やシナプス可塑性における役割が異なる。しかし、1分子レベルでサブユニット構成の異なるAMPARを脳内で調べる方法は無かった。我々はAMPARを構成するそれぞれのサブユニットに異なるエピトープタグ(E-tag)を導入したマウスの作製を行い、SDS-FRL法と抗原賦活化法を組み合わせることにより、2xHA-GluA2マウスにおいて抗HA-tag抗体によりGluA2を含むAMPARの検出を可能にした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞の外と内の境に存在する細胞膜には、細胞の機能と深く関わる膜分子複合体が発現している。この膜分子は幾つかの部品から構成されていることが多く、同じ分子であっても構成する部品が異なると機能も変化する。しかし一つ一つの分子は小さく、1分子レベルで部品の構成を調べる方法が無かった。本研究では膜分子複合体であるAMPARを標的にして、部品構成が異なるAMPARを識別する方法論の確立を行った。本法の応用範囲は広く、多くの生命現象の素過程を支える分子メカニズムを膜分子複合体の多様性と特異性の観点から解明することに繋がる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Optogenetic stimulus-triggered acquisition of seizure resistance2022

    • 著者名/発表者名
      Shimoda Yoshiteru、Beppu Kaoru、Ikoma Yoko、Morizawa Yosuke M.、Zuguchi Satoshi、Hino Utaro、Yano Ryutaro、Sugiura Yuki、Moritoh Satoru、Fukazawa Yugo、Suematsu Makoto、Mushiake Hajime、Nakasato Nobukazu、Iwasaki Masaki、Tanaka Kenji F.、Tominaga Teiji、Matsui Ko
    • 雑誌名

      Neurobiology of Disease

      巻: 163 ページ: 105602-105602

    • DOI

      10.1016/j.nbd.2021.105602

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mutually repulsive EphA7-EfnA5 organize region-to-region corticopontine projection by inhibiting collateral extension2021

    • 著者名/発表者名
      1.Iguchi, T., Oka, Y., Yasumura, M., Omi, M., Kuroda, K.,Yagi, H., Xie, MJ., Taniguchi, M., Bastmeyer, M., Sato, M.
    • 雑誌名

      J. Neurosci.

      巻: Online ahead of print 号: 22 ページ: 4795-4808

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0367-20.2021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Autistic-Like Behavior and Impairment of Serotonin Transporter and AMPA Receptor Trafficking in N-Ethylmaleimide Sensitive Factor Gene-Deficient Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Xie Min-Jue、Iwata Keiko、Ishikawa Yasuyuki、Nomura Yuki、Tani Tomomi、Murata Koshi、Fukazawa Yugo、Matsuzaki Hideo
    • 雑誌名

      Frontiers in Genetics

      巻: 12 ページ: 748627-748627

    • DOI

      10.3389/fgene.2021.748627

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Density of Group I mGlu5 Receptors Is Reduced along the Neuronal Surface of Hippocampal Cells in a Mouse Model of Alzheimer’s Disease2021

    • 著者名/発表者名
      Martin-Belmonte Alejandro、Aguado Carolina、Alfaro-Ruiz Rocio、Albasanz Jose Luis、Martin Mairena、Moreno-Martinez Ana Esther、Fukazawa Yugo、Lujan Rafael
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 11 ページ: 5867-5867

    • DOI

      10.3390/ijms22115867

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] SDS-FRL法を用いたシナプス伝達関連膜分子の定量的局在解析2020

    • 著者名/発表者名
      黒田一樹、深澤有吾
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 92(6) ページ: 844-849

    • NAID

      40022454321

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳内AMPA受容体のサブユニット構成に基づいた神経細胞膜上での局在解析法の確立2022

    • 著者名/発表者名
      黒田一樹、石川達也、村田航志、深澤 有吾
    • 学会等名
      日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 神経細胞における凍結割断レプリカ標識法(SDS-FRL法)と免疫タグノックインを組み合わせたNAKα3を含むNa+/K+-ATPaseの定量的分布解析の最適化2021

    • 著者名/発表者名
      黒田 一樹、石川 達也、村田 航志、深澤 有吾
    • 学会等名
      日本解剖学会・日本生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経細胞における凍結割断レプリカ標識法と免疫タグノックインを組み合わせた膜分子の定量的分布解析の最適化2020

    • 著者名/発表者名
      黒田一樹、石川達也、村田航志、深沢有吾
    • 学会等名
      日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Na/K-ATPase-alpha3の神経細胞膜上発現分布の定量的局在解析2020

    • 著者名/発表者名
      石川達也、村田航志、黒田一樹、堀記代美、奥田洋明、尾崎紀之、深沢有吾
    • 学会等名
      日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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