神経細胞における蛋白質リン酸化反応イメージング法の開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07558111
• 研究種目: 試験研究(B)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 津本 忠治 大阪大学, 医学部, 教授 (50028619)
• 研究分担者: 佐々本 一美 株式会社同仁化学研究所, 研究部, 部長 ; 工藤 佳久 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (20080179) ; 畠 義郎 大阪大学, 医学部, 助手 (20089882)
• キーワード: シナプス可塑性 / 蛋白質リン酸化 / 蛋白質脱リン酸化 / 長期増強 / 長期抑圧 / 蛋白質キナーゼ / 蛋白質ホスファターゼ / 視覚野

研究概要

シナプス長期増強や長期抑圧の誘発には入力によるシナプス後部のカルシウム濃度上昇及びそれに続くカルシウム/カルモデュリン依存性蛋白質キナーゼII(CaMキナーゼ)あるいはカルシウム/カルモデュリン依存性蛋白質ホスファターゼIIb(カルシニューリン)の活性化が重要だと考えられている。しかしながら、現在のところ、生きた大脳皮質ニューロンのシナプス後部で蛋白質リン酸化あるいは脱リン酸化反応がどのように生じるのかについての実験的データは全くない。本研究では、皮質ニューロンにおいてこのリン酸化/脱リン酸化反応の動態をオンラインで画像化する技術開発をめざした。
結果
1)ラット視覚野スライスパッチ標本において、II/III層ニューロンからシナプス電流の測定と同時に樹状突起内カルシウム増加の動態をオンラインで画像化できることが明らかとなった。
2)CaMキナーゼのリン酸化あるいはカルシニューリンの脱リン酸化によって蛍光強度あるいは波長を変えるプローブを上記の方法で細胞内注入し、シナプス入力によって蛍光変化がどの程度生じるかを現在解析中である。

研究成果

• [文献書誌] Otsu,Y.,Kimura,F.and Tsumoto,T.: "Hebbian induction of LTP in visual cortex:A perforated patch clamp study in cultured neurons." J.Neurophysiol.74. 2437-2444 (1995)
• [文献書誌] Torii,N.,Kamishita,Y.,Otsu,Y.and Tsumoto,T.: "An inhibitor for calcineurin,FK506 blocks induction of long-term depression in rat visual cortex." Neurosci.Lett.185. 1-4 (1995)
• [文献書誌] Kamishita,T.,Haruta,H.,Torii,N.,Tsumoto,T.and Hicks,T.P.: "Metabotropic glutamate receptors and visual cortical synaptic plasticity." Can.J.Physiol.Pharmacol.73. 1312-1322 (1995)
• [文献書誌] Sato,H.,Tamura,H.,Katsuyama,N.,Hata,Y.and Tsumoto,T.: "Mechanisms underlying direction selectivity of neurons in the primary visual cortex of the macaque." J.Neurophysiol.74. 1382-1394 (1995)
• [文献書誌] Tamura,H.,Sato,H.,Katsuyama,N.,Hata,Y.,and Tsumoto,T.: "Less segregated processing of visual information in V2 than V1 of the monkey visual cortex." Europ.J.Neurosci.8. 300-309 (1996)
• [文献書誌] Yasuda,H.and Tsumoto,T.: "Long-term depression in visual cortex is associated with a lower rise of postsynaptic Ca2+ than LTP." Neurosci.Res.(in press). (1996)