糖鎖によるシナプス前終末の機能修飾

• 研究領域: 統合的神経機能の制御を標的とした糖鎖の作動原理解明
• 研究課題/領域番号: 26110720
• 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: 同志社大学
• 研究代表者: 坂場 武史 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (80609511)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: シナプス / 神経科学 / 生理学

研究実績の概要

本年度は以下の２点に関して研究をおこなった。
（１）昨年度の継続として、ラット脳幹聴覚伝導路にあるカリックス型シナプス前終末に膜容量測定法とsynaptotagmin-2-cypHerを用いた光学的測定法を同時に適用し、糖鎖機能を薬理的に急性阻害したときのエキソ・エンドサイトーシスへの効果について検討したところ、シナプス小胞エンドサイトーシスに比較的選択的に影響を与えることがわかった。
（２）細胞外マトリックスに関わるBral2のシナプス伝達の役割について小脳からの急性スライス標本を用いて検討をおこなった。Bral2は脳特異的ヒアルロン酸-プロテオグリカン結合蛋白質であり、ペリニューロナルネットと呼ばれる神経細胞周囲の構造に存在している。ペリニューロナルネットの機能的意義に関しては諸説あるが、Bral2欠損マウス（岡山大との共同研究）を用いた解析でその一端を解明することを試みた。2週齢前後のマウス深部小脳核神経細胞からパッチクランプ記録をおこない、シナプス応答を指標として解析したところ、シナプス伝達効率が有意に減少していることがわかった。連発刺激で観察される短期シナプス抑圧の時間経過には若干の影響があった。自発的な微小シナプス電流の振幅等には影響がなかったことから、シナプス前性に伝達効率が落ちていることが示唆された。現在、シナプス伝達効率の原因を共同研究で形態学的手法などを用いて検討し、とりまとめをおこなっている。
今後は、細胞外マトリックス、ペリニューロナルネットの機能的な役割に関して、より一般的な原理を抽出する必要がある。

現在までの達成度 (段落)

27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

27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] Ca(2+) current facilitation determines short-term facilitation at inhibitory synapses between cerebellar Purkinje cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Francois Diaz-Rojas, Takeshi Sakaba, Shin-ya Kawaguchi
  • 雑誌名: The Journal of Physiology 巻: 593 号: 22 ページ: 4889-4904
  • DOI: 10.1113/jp270704
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Imaging Exocytosis of Single Synaptic Vesicles at a Fast CNS Presynaptic Terminal. (2015)
  • 著者名/発表者名: Midorikawa M, Sakaba T.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 88 号: 3 ページ: 492-8
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2015.09.047
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Control of inhibitory synaptic outputs by low excitability of axon terminals revealed by direct recording. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi SY, Sakaba T
  • 雑誌名: Neuron 巻: 85 号: 6 ページ: 1273-1288
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2015.02.013
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Developmental changes in Ca2+ channel subtypes regulating endocytosis at the calyx of Held. (2014)
  • 著者名/発表者名: Midorikawa M, Okamoto Y, Sakaba T
  • 雑誌名: Journal of Physiology 巻: 592 号: 16 ページ: 3495-3510
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2014.273243
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Physiology of axon and axon terminals. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakaba, T
  • 学会等名: The 6th Faons congress and the 11th Biennial conference of CNS
  • 発表場所: Wuzhen, Zhejiang Province, China
  • 年月日: 2015-09-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] シナプス前終末の生理学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂場 武史
  • 学会等名: 日本糖質学会
  • 発表場所: 東京大学 （東京都文京区）
  • 年月日: 2015-08-02
  • 招待講演
• [学会発表] "Presynaptic Recordings from an Inhibitory Terminal" (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakaba T
  • 学会等名: Gordon Conference Cell Biology of the Neuron
  • 発表場所: Waterville Valley, NH, USA
  • 年月日: 2014-06-24
  • 招待講演
• [備考] 同志社大学大学院脳科学研究科シナプス分子機能部門
  • URL: http://brainscience.doshisha.ac.jp/introduction/mol/msf.html
• [備考] 同志社大学大学院脳科学研究科
  • URL: http://brainscience.doshisha.ac.jp/