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シナプス前終末内ミトコンドリアによるシナプス可塑性の制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 20650057
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 神経・筋肉生理学
研究機関東京大学

研究代表者

真鍋 俊也  東京大学, 医科学研究所, 教授 (70251212)

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 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2009年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2008年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード神経伝達物質 / 放出機構 / シナプス前終末 / 短期可塑性 / カルシウム / シナプス伝達 / 遺伝子改変マウス / 海馬 / シナプス前終未
研究概要

1.海馬スライス標本のCA1領域において、細胞外電位記録法を用いて興奮性シナプス応答を記録した。NMDA受容体を阻害した状態で5Hz、3分の刺激を与えると、刺激終了後に二相性の短期可塑性が誘導されることを見出した。早い相では2発刺激促通の減少を伴う短期増強が消失していくところが観察され、遅い相では短期抑圧が徐々に回復していくところが観察された。ミトコンドリアの機能を変化させる種々の薬物によりこの短期可塑性が修飾されることから、これらの短期抑圧にミトコンドリアのカルシウム放出能やエネルギー産生が関与していることが明らかとなった。これまで知られていなかった神経機能におけるミトコンドリアの新たな役割を解明することができた。シナプス前終末のミトコンドリアの機能を阻害した遺伝子改変マウスなどを用いて、さらに解析を進めている。
2.海馬歯状回においては、シナプスが1Hz程度の比較的低頻度で活性化しても、顕著なシナプス抑圧が起こることが知られているが、その抑圧発現機構についてはよくわかっていなかった。海馬歯状回スライス標本において、電気生理学的手法を用いて、シナプス伝達に関する種々のパラメーターを検討したところ、このシナプス伝達抑圧には、シナプス後細胞での変化は関与しておらず、シナプス前性の修飾により発現していることがわかった。さらに、シナプスの種類により神経伝達物質の放出確率の低下とシナプス小胞プールの枯渇のいずれかがおもな原因であることが明らかとなった。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (10件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Ablation of NMDA receptors enhances the excitability of hippocampal CA3 neurons2009

    • 著者名/発表者名
      Fukushima F., et al.
    • 雑誌名

      PLoS ONE 4

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Requirement of the immediate early gene vesl-1S/homer-la for fear memory formation2009

    • 著者名/発表者名
      Inoue N., et al.
    • 雑誌名

      Molecular Brain 2

      ページ: 7-7

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinase-dead knock-in mouse reveals an essential role of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase IIα kinase activity in dendritic spine enlargement, LTP and learning2009

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Y., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience 29

      ページ: 7607-7618

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Hebbian synaptic plasticity induced by repetitive postsynaptic action potentials2009

    • 著者名/発表者名
      Kato H.K., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience 29

      ページ: 11153-11160

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of NMDAR2A tyrosine phosphorylation in depression-related behavior2009

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi S., et al.
    • 雑誌名

      EMBO Journal 28

      ページ: 3717-3729

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Requirement of the immediate early gene vesl-1S/homer-1a for fear memory formation2009

    • 著者名/発表者名
      Inoue, N. , et al.
    • 雑誌名

      Mol. Brain 2

      ページ: 7-7

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ablation of NMDA receptors enhances the excitability of hippocampal CA3 neurons2009

    • 著者名/発表者名
      Fukushima, F. ,et al.
    • 雑誌名

      PLoS ONE 4

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual inhibition of SNARE complex formation by tomosyn ensures controlled neurotransmitter release2008

    • 著者名/発表者名
      Sakisaka, T. ,et al.
    • 雑誌名

      J. Cell Biol. 183

      ページ: 323-337

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Use-dependent amplification of presynaptic Ca^<2+> signaling by axonal ryanodine receptors at the hippocampal mossy fiber synapse2008

    • 著者名/発表者名
      Shimizu H. ,et al.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105

      ページ: 11998-12003

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional contributions of synaptically localized NR2B subunits of the NMDA receptor to synaptic transmission and LTP induction in the adult mouse CNS2008

    • 著者名/発表者名
      Miwa, H. ,et al.
    • 雑誌名

      J. Physiol. (Lond. ) 586

      ページ: 2539-2550

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Involvement of NMDAR2A tyrosine phosphorylation in depression-related behavior2009

    • 著者名/発表者名
      Nakazawa T., et al.
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2009-12-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Cholinergic suppression of synaptic transmission in the lateral amygdala2009

    • 著者名/発表者名
      Tazuke C., et al.
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-11-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Kinase activity of CaMKIIα is essential for structural, functional and behavioral expression of synaptic memory2009

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Y., et al.
    • 学会等名
      日本神経科学学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-11-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The role of L-type voltage-dependent calcium channels in hippocampal synaptic plasticity2009

    • 著者名/発表者名
      真鍋俊也
    • 学会等名
      第3回日韓神経科学シンポジウム
    • 発表場所
      韓国・釜山
    • 年月日
      2009-08-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Prolonged low-frequency stimulation induces mitochondria-dependent short-term potentiation at hippocampal CA3-CA1 synapses2009

    • 著者名/発表者名
      Morimoto T., et al.
    • 学会等名
      International Congress of Physiological Sciences
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-07-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The role of kinase activity of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase II in hippocampal synaptic plasticity and learning2009

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Y., et al.
    • 学会等名
      International Congress of Physiological Sciences
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-07-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] シナプス可塑性におけるL型カルシウムチャネルの役割2009

    • 著者名/発表者名
      真鍋俊也
    • 学会等名
      生理学研究所研究会
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2009-06-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] The role of CaMKII and calcium channels in synaptic plasticity and higher brain functions2009

    • 著者名/発表者名
      真鍋俊也
    • 学会等名
      CREST Neuroscience International Symposium
    • 発表場所
      淡路島
    • 年月日
      2009-06-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Hippocampal long-term potentiation is inhibited by synaptically released endogenous nociceptin2008

    • 著者名/発表者名
      Bongsebandhu-phubhakdi, S. and Manabe, T.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience (USA)
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2008-11-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] GABAergic modulation of mossy fiber excitability in the developing hippocampus. Symoposium "Molecular physiology of the presynaptic function"2008

    • 著者名/発表者名
      Manabe, T.
    • 学会等名
      Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 脳科学と学習・教育2010

    • 著者名/発表者名
      真鍋俊也
    • 総ページ数
      245
    • 出版者
      明石書店
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] 分子・細胞・シナプスからみる脳2008

    • 著者名/発表者名
      真鍋俊也
    • 総ページ数
      284
    • 出版者
      東京大学出版会
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 神経の分化、回路形成、機能発現2008

    • 著者名/発表者名
      真鍋俊也
    • 総ページ数
      300
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/NeuronalNetwork/Neuronal_Network/Index_japanese.htm

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/NeuronalNetwork/Neuronal_Network/Index_japanese.htm

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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