プレシナプス分子の動作原理から捉える適応回路メカニズム

• 研究領域: 行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
• 研究課題/領域番号: 17H05560
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 大塚 稔久 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40401806)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 神経科学

研究実績の概要

本年度は前年度に引き続き、養育行動後のc-FosとCASTのmRNAの発現をin situハイブリダイゼーションにより脳全体を対象として解析を行った。その結果、養育行動との関連が知られている内側視床前野 (MPOA) の他に室傍視床核 (PVT), 内側乳頭体核 (MMN) などの領域においてc-Fosの発現が増加している様子が見られた。各領域での個々の細胞ごとのc-FosとCASTの発現量の関連性を調べるため、京都大学工学部電気電子工学科の石井信教授から指導していただいた大規模データの解析方法を用いて、PVTにおいてはCASTの発現量も高い傾向があることを見出した。また、養育行動に依存して活性化したPVTの神経細胞においてCASTを特異的にノックアウトする系を構築するため、c-FosプロモーターでCreERT2が発現するAAVベクターを作製した。実際に初代培養神経細胞に感染させると、KCl刺激によりCreERT2の発現が増加し、タモキシフェンにより核内へ移行されることから、発現と核内移行の制御が可能であることが分かった。今後マウスへの感染を行う予定である。さらに、昨年度に作製を始めたCASTおよびELKSのマウスモノクローナル抗体のハイブリドーマの中から、それぞれの特異性を持ちつつ免疫組織染色で使用可能なハイブリドーマのスクリーニングを進め、抗CAST抗体48クローン、抗ELKS抗体25クローンの中から組織染色に用いることができるCAST、ELKSのモノクローナル抗体を得ることに成功した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Vangl2 interaction plays a role in the proteasomal degradation of Prickle2 (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka Tadahiro、Furuse Mikio、Ohtsuka Toshihisa、Tsuchida Kunihiro、Kishi Masashi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 2912-2912
  • DOI: 10.1038/s41598-019-39642-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ELKS/Voltage-dependent Ca2+ channel-β Subunit Module Regulates Polarized Ca2+ Influx in Pancreatic β-Cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohara-Imaizumi, M., Aoyagi, K., Yamauchi, H., Yoshida, M., Mori, M.X., Hida, Y., Tran, H.N., Ohkura, M., Abe, M., Akimoto, Y., Nakamichi, Y., Nishiwaki, C., Kawakami, H., Hara, K., Sakimura, K., Nagamatsu, S., Mori, Y., Nakai, J., Kakei, M., and Ohtsuka, T.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 26 号: 5 ページ: 1213-1226
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.12.106
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cytomatrix proteins CAST and ELKS regulate retinal photoreceptor development and maintenance (2018)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara Akari、Kitahara Yosuke、Grabner Chad Paul、Vogl Christian、Abe Manabu、Kitta Ryo、Ohta Keisuke、Nakamura Keiichiro、Sakimura Kenji、Moser Tobias、Nishi Akinori、Ohtsuka Toshihisa
  • 雑誌名: The Journal of Cell Biology 巻: 217 号: 11 ページ: 3993-4006
  • DOI: 10.1083/jcb.201704076
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CAST/ELKS Proteins Control Voltage-Gated Ca2+ Channel Density and Synaptic Release Probability at a Mammalian Central Synapse (2018)
  • 著者名/発表者名: Dong Wei、Radulovic Tamara、Goral R. Oliver、Thomas Connon、Suarez Montesinos Monica、Guerrero-Given Debbie、Hagiwara Akari、Putzke Travis、Hida Yamato、Abe Manabu、Sakimura Kenji、Kamasawa Naomi、Ohtsuka Toshihisa、Young Samuel M.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 24 号: 2 ページ: 284-293.e6
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.06.024
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mutations in bassoon in individuals with familial and sporadic progressive supranuclear palsy-like syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Yabe I, Yaguchi H, Kato Y, Miki Y, Takahashi H, Tanikawa S, Shirai S, Takahashi I, Kimura M, Hama Y, Matsushima M, Fujioka S, Kano T, Watanabe M, Nakagawa S, Kunieda Y, Ikeda Y, Hasegawa M, Nishihara H, Ohtsuka T, Tanaka S, Tsuboi Y, Hatakeyama S, Wakabayashi K, Sasaki H
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 8 号: 1 ページ: 819-819
  • DOI: 10.1038/s41598-018-19198-0
  • NAID: 120006377499
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synaptic localisation of SRF coactivators, MKL1 and MKL2, and their role in dendritic spine morphology (2018)
  • 著者名/発表者名: Kaneda Marisa、Sakagami Hiroyuki、Hida Yamato、Ohtsuka Toshihisa、Satou Natsumi、Ishibashi Yuta、Fukuchi Mamoru、Krysiak Anna、Ishikawa Mitsuru、Ihara Daisuke、Kalita Katarzyna、Tabuchi Akiko
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 727-727
  • DOI: 10.1038/s41598-017-18905-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CAST: Its molecular structure and phosphorylation-dependent regulation of presynaptic plasticity (2018)
  • 著者名/発表者名: Hamada Shun、Ohtsuka Toshihisa
  • 雑誌名: Neurosci. Res. 巻: 127 ページ: 25-32
  • DOI: 10.1016/j.neures.2017.12.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Molecular structure and function of the presynaptic active zone. (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshihisa Ohtsuka
  • 学会等名: A symposium in honor of Sumiko Mochida-Forefront of Neurotransmitter Release and Calcium Channel Signaling
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Integral system by the active zone proteins CAST and ELKS to control retinal synaptic transmission and photoreceptor remodeling. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuka T.
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] Molecular Mechanisms of Presynaptic Transmission. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuka T.
  • 学会等名: The first international symposium for frontend brain science: University of Yamanashi 2018.
  • 国際学会
• [学会発表] Integral system by CAST/ELKS protein family to regulate retinal photoreceptor development and maintenance. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuka T.
  • 学会等名: BRI International Symposium 2018.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] CAST Phosphorylation in Control of Short-term Plasticity at the presynaptic Active Zones. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuka T.
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [備考] 山梨大学医学部生化学講座第一教室ホームページ
  • URL: http://www.med.yamanashi.ac.jp/basic/bioche01/