ジーンターゲッティング法を用いた高等動物の神経機能の解析

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06454707
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 杉山 博之 九州大学, 理学部, 教授 (20124224)
• 研究分担者: 伊藤 功 九州大学, 理学部, 助教授 (20183741)
• キーワード: ジーンターゲッティング / グルタミン酸受容体 / 長期増強 / NMDA受容体 / 学習 / 記憶

研究概要

本研究計画では、NMDA型グルタミン酸受容体εサブユニット遺伝子欠損マウスを用い遺伝子欠損の神経機能に及ぼす影響を解析することで、その分子の役割や機能のメカニズムを追求するとともに、高等動物の神経機能、特にシナプス可塑性のメカニズムと生理的意義について検討することを目的とする。特に、NMDA型グルタミン酸受容体の海馬長期増強における役割について検討した。これまでに、NMDA型グルタミン酸受容体ε1サブユニット遺伝子をジーンターゲッテイング法によって欠損したマウスを用いて、その学習行動と長期増強の解析を行った。この遺伝子欠損マウスはほぼ正常に育つが、発生過程においては、週令とともに長期増強に対する影響は重篤となり、成体では野性型マウスに比べて長期増強が半分以下に抑制された。また、学習能力も同様に低下していた。この結果は、海馬の長期増強が記憶の基礎過程であるとの考えを強く支持しているものと言える。本年度はさらに、NMDA型グルタミン酸受容体のもうひとつのサブユニットであるε2についても検討を加え、ε1とε2のそれぞれの遺伝子ノックアウトの影響を比較検討し、各サブユニットの役割、意義を解析した。その結果、海馬CA3野錐体細胞においては、NMDA受容体の分子構築が同一細胞に形成されるシナプスの種類、ないしはその部位により異なっていると考えられることが分かった。この結果は、現在明らかでないNMDA受容体の実際のサブユニット構造を示唆するのみならず、脳の高次機能と密接に関連した受容体のサブユニットが、入力特異的ないしは細胞の極性に基づいて、神経細胞内の特定の部位にソーティングされていることを示唆している(東大医学部三品教授グループとの共同研究)。

研究成果

• [文献書誌] Ito,I.: "Age-dependent reductuion of hippocampal LTP in mice lacking NMDA receptor ε1 subuint." Neurosci.Lett.203. 69-71 (1996)
• [文献書誌] Fujii,K.: "Differential selectivity of M1 and M3 type muscarinic acetyocholine receptors in coulping with a G protein Go1 α examined in Xenopus oocytes." Neurosci.Lett.215. 131-133 (1996)
• [文献書誌] Nakamura,K.: "Importance of N-terminal regions of G protein α subunits for the activation of phospholipase C in Xenpus oocytes." J.Biochem.(Tokyo). 120. 996-1001 (1996)
• [文献書誌] Yamashita,S.: "A G α protein GL2 α improves the ability to detect the subthreshold expressions of receptors linked to phospholipase C in Xenopus oocytes." Jpn.J.Physiol.47(in press). (1997)
• [文献書誌] Ito,I.: "Synapse-selective impairment of NMDA receptor functions in mice lacking NMDA receptor ε1 or ε2 subunit." J.Physiol.(Lond.). (in press). (1997)
• [文献書誌] 水上令子: "メタボトロピック受容体." 蛋白質核酸酵素. 42. 295-301 (1997)