ＰＫＧによる小胞エンドサイトーシス制御機構とその生後発達変化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24700406
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 沖縄科学技術大学院大学
• 研究代表者: 江口 工学 沖縄科学技術大学院大学, 細胞分子シナプス機能ユニット, スタッフサイエンティスト (80470300)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015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); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: シナプス / エンドサイトーシス / PKG / Rhoキナーゼ / シナプス小胞 / シナプス小胞エンドサイトーシス / RhoA / 膜容量測定法 / パッチクランプ法 / 小胞エンドサイトーシス

研究成果の概要

本研究はPKGを介したシナプス小胞エンドサイトーシス制御機構の解明を目的とした。申請者は聴覚系シナプスcalyx of Heldにおいて、前末端内PKGが小胞エンドサイトーシスを加速していることを電気生理的・薬理学的手法で明らかにした。また、PKGはシナプス後細胞から放出されたNOにより逆行性に活性化すること、PKGがRhoAやRhoキナーゼを介して前末端のPIP2量を制御してエンドサイトーシスを加速していることを解明した。PKGによるエンドサイトーシスの加速は生後発達と共に出現し、また神経活動依存的に働くことから、高頻度・長時間のシナプス伝達の信頼性を向上させることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Reconstitution of Giant Mammalian Synapses in Culture for Molecular Functional and Imaging Studies (2016)
  • 著者名/発表者名: Dimitrov D., Takagi H., Guillaud L., Saitoh N., Eguchi K., and Takahashi T.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 36(12) 号: 12 ページ: 3600-3610
  • DOI: 10.1523/jneurosci.3869-15.2016
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高頻度シナプス伝達を支えるシナプス小胞エンドサイトーシス制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江口工学, 高橋智幸
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 54 号: 1 ページ: 015-018
  • DOI: 10.2142/biophys.54.015
  • NAID: 130003391394
  • ISSN: 0582-4052, 1347-4219
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rho-Kinase Accelerates Synaptic Vesicle Endocytosis by Linking Cyclic GMP-Dependent Protein Kinase Activity to Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphate Synthesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Zacharie Taoufiq, Kohgaku Eguchi, Tomoyuki Takahashi
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 33(29) 号: 29 ページ: 12099-12104
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0730-13.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maturation of a PKG-Dependent Retrograde Mechanism for Exoendocytic Coupling of Synaptic Vesicles (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohgaku Eguchi, Setsuko Nakanishi, Hiroshi Takagi, Zacharie Taoufiq, and Tomoyuki Takahashi
  • 雑誌名: Neuron 巻: 74 号: 3 ページ: 517-529
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2012.03.028
  • 査読あり
• [学会発表] Acute presynaptic loading of a-syunclein impairs synaptic fidelity by slowing vesicle endocytosis at glutamatergic synapses (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohgaku Eguchi, Zacharie Taoufiq, Tomoyuki Takahashi
  • 学会等名: The 45th Annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, IL, US
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Excess α-synuclein impairs the fidelity of synaptic transmission at calyx of Held (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohgaku Eguchi
  • 学会等名: JSPS Core-to-Core Symposium “Mechanism of synaptic transmission"
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] Excess α-synuclein impairs the fidelity of synaptic transmission by slowing vesicle endocytosis at calyx of Held (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohgaku Eguchi, Zacharie Taoufiq, Tomoyuki Takahashi
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会
• [学会発表] 中枢神経シナプスにおける逆行性シナプス小胞エンドサイトーシス制御機構とその役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江口工学
  • 学会等名: 生理学研究所研究会 シナプス・神経ネットワークの機能ダイナミクス
  • 発表場所: 岡崎, 愛知, 日本
  • 年月日: 2014-12-02 – 2014-12-03
• [学会発表] Rho-kinase accelerates synaptic vesicle endocytosis by modulating phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohgaku Eguchi, Zacharie Taoufiq, Tomoyuki Takahashi
  • 学会等名: 9th FENS Forum of Neuroscience
  • 発表場所: Milan, Italy
  • 年月日: 2014-07-05 – 2014-07-09
• [学会発表] 中枢神経系シナプスにおけるシナプス小胞ダイナミクス制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江口工学
  • 学会等名: 2014九州感覚情報処理研究会
  • 発表場所: 福岡, 福岡, 日本
  • 年月日: 2014-06-28
• [学会発表] RhoA/Rhoキナーゼを介した逆行性シナプス小胞エンドサイトーシス制御機構とその役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 江口工学, 高橋智幸
  • 学会等名: 生理学研究所研究会 "新規シグナル伝達分子とその生理学的可能性"
  • 発表場所: 岡崎, 愛知, 日本
• [学会発表] A novel physiological function of Rho-kinase in synapse: Homeostasis balance of vesicle exocytosis and endocytosis by modulating phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate (2013)
  • 著者名/発表者名: Zacharie Taoufiq, Kohgaku Eguchi, Tomoyuki Takahashi
  • 学会等名: Neuroscience2013
  • 発表場所: San Diego, CA, US
• [学会発表] The acceleration mechanisms of synaptic endocytosis by Rho-associated protein kinase (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohgaku Eguchi
  • 学会等名: 2013 JSPS Core-to-Core Program Symposium "Mechanisms of Synaptic Transmission"
  • 発表場所: Kyotanabe, Kyoto, Japan
• [学会発表] PKG accelerates vesicle endocytosis via Rho-associated protein kinase at the calyx of Held synapse (2013)
  • 著者名/発表者名: Kohgaku Eguchi, Zacharie Taoufiq, Tomoyuki Takahashi
  • 学会等名: 第90回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京
• [備考] 脳の情報伝達を調節する新しいメカニズムを発見
  • URL: https://www.oist.jp/ja/news-center/news/2013/8/29/11856