神経細胞細胞膜上分子の動態制御機構の解析

• 研究課題/領域番号: 20022044
• 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: 生理学研究所
• 研究代表者: 深澤 有吾 生理学研究所, 大脳皮質機能研究系, 助教 (60343745)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円); 2009年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2008年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
• キーワード: 解剖学 / 神経科学 / シナプス / 受容体 / 電子顕微鏡 / 分子局在 / 細胞膜

研究概要

本研究は、個体における神経細胞の細胞膜上に発現する神経伝達物質受容体やイオンチャネル等の機能分子の分布やその変化を電子顕微鏡レベルで定量的に解析することで、シナプス伝達の分子機構を単一シナプスレベルで明らかにし、脳の情報処理機構の理解することを目指している。平成21年度はシナプス可塑性とシナプス内AMPAR局在の関係について、ラットを用いたin vivo長期増強現象(LTP)誘導と新規環境探索課題を用いて解析した。
In vivo LTP誘導実験では、LTP誘導後45分、および6時間でAMPARのシナプス内標識密度が有意に増加し、24時間後では誘導前と同レベルに戻っていた。このことから、LTP誘導に伴いシナプス内AMPAR密度の一過性の増加が起こることが明らかになった。新規環境探索課題を45分間課したラットでは、海馬歯状回でc-fosタンパク質発現陽性の顆粒細胞が増加した。このc-fos陽性顆粒細胞が増加した部位の歯状回分子層では、シナプス内AMPAR標識密度が増加傾向にあることを示す結果が得られ、生理的な条件下でLTP様のシナプス内AMPA受容体分布の再構成が起きていること、また、その頻度はシナプス集団を対象にしても検出できるほど高頻度に起きていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Input-specific intrasynaptic arrangements of ionotropic glutamate receptors and their impact on postsynaptic responses (2009)
  • 著者名/発表者名: Tarusawa E, Matsui K, Budisantoso T, Molnr E, Watanabe M, Matsui M, Fukazawa Y, Shigemoto R
  • 雑誌名: The Journal of neuroscience 29 ページ: 12896-12908
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crosstalk between GABA(B)and mGlu1a receptors reveals new insight into GPCR signal integration (2009)
  • 著者名/発表者名: Rives ML, Vol C, Fukazawa Y, Tinel N, Trinquet E, Ayoub MA, Shigemoto R, Pin JP, Przeau L
  • 雑誌名: The EMBO journal 28 ページ: 2195-2208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-conductance calcium-activated potassium channels in purkinje cell plasma membranes are clustered at sites of hypolemmal microdomains (2009)
  • 著者名/発表者名: Kaufmann WA, Ferraguti F, Fukazawa Y, Kasugai Y, Shigemoto R, Laake P, Sexton JA, Ruth P, Wietzorrek G, Knaus HG, Storm JF, Ottersen OP
  • 雑誌名: The Journal of comparative neurology 515 ページ: 215-230
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numbers, densities, and colcalization of AMPA-and NMDA-type gluta mate receptors at individual synapses in the superficial spinal dorsal horn of rats. (2008)
  • 著者名/発表者名: Antal, et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 28 ページ: 9692-9701
• [学会発表] 水平性視機性眼球反応適応時の小脳回路変化とそのメカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 深澤有吾
  • 学会等名: 第115回日本解剖学会 全国学術集会
  • 発表場所: 盛岡・岩手県民会館
  • 年月日: 2010-03-30
• [図書] Handbook of Cryo-Preparation Methods for Electron Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukazawa, et al.
  • 総ページ数: 682
  • 出版者: CRC press