シナプス機能発現の分子機構

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02220103
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 宮本 英七 熊本大学, 医学部, 教授 (50109659)
• 研究分担者: 杉山 博之 九州大学, 理学部, 教授 (20124224) ; 出口 武夫 東京都神経科学研究所, 生物化学研究部, 部長 (20073059) ; 中川 八郎 大阪大学, 医学部, 教授 (20029937) ; 芳賀 達也 東京大学, 医学部, 教授 (30011646) ; 藤沢 仁 旭川医科大学, 医学部, 教授 (10027039)
• キーワード: 神経回路形成 / シナプス / 受容体 / 細胞骨格蛋白質 / 神経伝達物質 / 細胞情報伝達 / 蛋白質燐酸化反応 / がん遺伝子

研究概要

神経細胞の突起と標的神経細胞との間に形成される神経回路は、複雑な脳機能の発現を可能にしている基本的で重要な構造である。神経回路の形成は厳密な選択性をもって行なわれている。ニュ-ロン間の認識の成立に引き続き、特異な構造であるシナプスが形成されてくる。私達は種々の伝達物質受容シナプスについて、シナプス形成に必須あるいは関与している特定の蛋白質分子の同定、その発現の分子機構と調節、分子機能と制御機構を研究してきた。すなわち、1.シナプス機能発現の初期過程に係わる蛋白質の同定と分子機構の解明、2.シナプスにおける異なった化学受容体の情報受容の分子機構、3.シナプス機能発現に伴う情報変換系の動態と細胞内応答の分子機構、を研究対象としている。以上の研究目標を達成するために、(1)シナプス形成と蛋白質燐酸化反応、特にカルモデュリンキナ-ゼIIとCキナ-ゼの前シナプス性、後シナプス性部位での機能的役割に関する分析、(2)アセチルコリンムスカリン性、アミン性、GABA性、グルタミン性受容体に関する機能発現、構造の分子機構、(3)自律神経系におけるシナプス機能、(4)神経伝達物質の合成系酵素のチロシン水酸化酵素、コリンアセチル転移酵素の構造と調節系、(5)シナプス膜構成蛋白質の精製とその相互作用、シナプス形成における細胞骨格蛋白質の役割、とくに、ホドリン、微小管蛋白質、収縮蛋白質のシナプス機能に果たす役割の解明、(6)がん遺伝子の神経発生およびシナプス機能への関与、(7)シナプス活動のエネルギ-代謝の非侵襲脳による分析などが行なわれた。
これらの結果は、シナプス機能を形態学的、分子生物学的に解明していく上に大きな進展をもたらした。方法論的には、蛋白質化学、分子生物学、免疫学、遺伝子組み換えなどの細胞工学、単クロ-ン抗体、免疫組織化学法などが用いられた。

研究成果

• [文献書誌] Akihiko Ogura: "Bradykininーevoked acetylcholine release via inositol trisーphosphateーdependent elevation in free calcium in neuroblastoma × glioma hybrid NG108ー15 cells" Journal of Biological Chemistry. 265. 3577-3584 (1990)
• [文献書誌] Masaru Suzuki: "Phosphorylation of P_0 glycoprotein in peripheral nerve myelin" Journal of Neurochemistry. 55. 1966-1971 (1990)
• [文献書誌] Hideyuki Yamamoto: "Dephosphorylation of τ factor by protein phosphatase 2A in synaptosomal cytosol fractions,and inhibition by aluminum" Journal of Neurochemistry. 55. 683-690 (1990)
• [文献書誌] Kohji Fukunaga: "Regulation of Ca^<2+>/calmodulinーdependent protein kinase II by brain gangliosides" Journal of Neurochemistry. 54. 102-109 (1990)
• [文献書誌] Hiroshi Onodera: "Ca^<2+>/calmodulinーdependent protein kinase II immunoreactivity in the rat hippocampus after forebrain ischemia" Neuroscience Letters. 113. 134-138 (1990)
• [文献書誌] Yasutaka Ohta: "Ca^<2+>/calmodulinーdependent protein kinase II:Localization in the interphase nucleus and the mototic apparatus of mammalian cells" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 87. 5341-5345 (1990)
• [文献書誌] Eishichi Miyamoto: "Regulatory role of autophosphorylation of Ca^<2+>/calmodulinーdependent protein kinase II.In:The Biology and Medicine of Signal Transduction:Advances in Second Messenger and Phosphoprotein Research,Vol.24" Raven Press,New York, 750 (1990)