IP_3受容体の細胞内Ca^<2+>制御機構及び情報伝達、発生・分化におけるその役割

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07408021
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 御子柴 克彦 東京大学, 医科学研究所, 教授 (30051840)
• キーワード: 中枢神経系 / IP_3 / IP_3レセプター / カルシウム / てんかん / 失調性歩行 / 遺伝子ノックアウトマウス / 後弓反張様姿勢

研究概要

イノシトール1,4,5三リン酸受容体タイプI(IP_3R1)の中枢神経系における形態及び行動様式に果たす役割を明らかにする目的で、標的遺伝子組み換え法によりIP_3R1ノックアウトマウス(IP_3R1-/-)を作製した。中枢神経系の形態学的検討をヘマトキシリン・エオジン染色性により行った。更にIP_3Rについては各タイプ別(タイプ1,2,3)に海馬でウエスタンブロットを行った。また、^3H-IP_3を用いたin-vitroオートラジオグラフ法と発育過程における行動解析を行った。IP_3R1-/-ではIP_3R1抗体を用いた免疫組織反応では染色されず、IP_3R1の発現は、脳内で完全に抑制されていた。しかし、IP_3R1-/-においてヘマトキシリン・エオジン染色による形態学的検討ではIP_3R1+/+との間に有意な差異を認めなかった。IP_3特異的結合量はIP_3R1+/+と比較してIP_3R1-/-で脳内全体で有意に低下していた。しかし、海馬CA1の結合量低下は他の領域と比較して軽度であった。IP_3R1-/-では生後9日目より失調性歩行を示し、15日目には全身にてんかん重積発作が出現した。また、時に後弓反張様姿位を認め、脳波では典型的なてんかん様波型を示し、生後25日目位で全例死亡した。IP_3R1欠損により失調症状及びてんかん症状を認めた機序について、今後更なる検討が必要であるが、以上の結果より、IP_3R1は脳の機能維持に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Matsumoto,Mineo: "Ataxia and epileptic seizures in mice lacking type 1 inositol 1,4,5-trisphosphate receptor" Nature. 379. 168-171 (1996)
• [文献書誌] Katayama,Eisaku: "Native structure and arrangement of inositol-1,4,5-trisphosphate receptor molecules in bovine cerebellar Purkinje cells as studied by quick-freeze deep-etch electoron microscopy" Embo.J.15. 4844-4851 (1996)
• [文献書誌] Yoshikawa,Fumio: "Mutational analysis of the ligand binding site of the inositol 1,4,5-trisphosphate receptor" J.Biol.Chem.271. 18277-18284 (1996)
• [文献書誌] Muto,Akira: "Calcium waves along the cleavage furrows in cleavage-stage xenopus Embryos and its inhibition by heparin" The Journal of Cell Biolgy. 135. 181-190 (1996)
• [文献書誌] Mehlmann,L.M.: "Redistribution and increase in cortical inositol 1,4,5-trisphosphate receptors after meiotic maturation of the mouse oocyte" Developmental Biology. 180. 489-498 (1996)
• [文献書誌] Ohara-Imaizumi,Mika: "Distinct roles of C2A and C2B domains of synaptotagmin in the regulation of exocytosis in adrenal chromaffin cells" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 94. 287-291 (1997)