長期記憶の成立に伴い発現誘導される遺伝子群の探索と機能

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08271102
• 研究機関: 麻布大学
• 研究代表者: 井上 真紀 麻布大学, 獣医学部, 講師 (90247304)
• 研究分担者: 井ノ口 馨 三菱化学, 生命化学研究所, 主任研究員
• キーワード: 長期記憶 / 遺伝子調節 / 海馬 / 長期増強 / アンチセンスDNA / カルシニューリン

研究概要

1、海馬のニューロンの活動(痙攣)にともない発現が誘導される遺伝子を探索し、多くの新規遺伝子を得た。これらのうちの一つTi3遺伝子の一時構造を決定した。Ti3 mRNAは、ラットの歯状回LTPにともない歯状回の顆粒細胞において発現誘導された。この誘導はNMDA型グルタミン酸受容体の活性化を必要とすることから、Ti3の誘導とシナプス伝達の可塑的な増強の間に強い相関があることが明らかとなった。発生期の海馬歯状回におけるTi3 mRNAの発現は、E20からP21の間で認められた。この時期はシナプス結合の形成の盛んな時期と一致しており、Ti3タンパク質が幼弱期の神経回路網の形成に関わる可能性を示唆している。
2、カルシニューリンは、Ca^<++>/カルモデュリン依存性のタンパク質脱リン酸化酵素である。シナプス可塑性の調節におけるカルシニューリンの役割を調べた。海馬近傍の側脳室にカニューレを植え込み、ミニ浸透圧ポンプによってカルシニューリンの触媒サブユニットを標的としたアンチセンスDNAを1週間連続投与した。海馬のカルシニューリンタンパク質量は、アンチセンス投与群ではスクランブルDNA投与群に比べ55-67%に減少していた。これらのラットを用いLTP実験を行なった。海馬CA3に閾値以下のテタヌス刺激を与え、対側のCA1から記録をとると、スクランブル群ではLTPが起こらなかったのに対し、アンチセンス投与群では長時間持続するLTPを再現性良く観察することができた。この結果は、カルシニューリンがLTPの誘導を抑制する作用を持つことを示している。

研究成果

• [文献書誌] Inokuchi,K.: "Increase in activin beta-A mRNA in rat hippocampus during long-term potentiation." FEBS Letters. 382. 48-52 (1996)
• [文献書誌] Inokuchi,K.: "mRNA differential display reveals krox-20 as a neural plasticity-regulated gene in the rat hippocampus." Biochem.Biophys.Res.Comm.221. 430-436 (1996)
• [文献書誌] Ikegami,S.: "A facilitatory effect on the induction of long-term potentiation in vivo by chronic administration of antisense oligodeoxynucleotides against catalytic subunits of calcineurin." Molecular Brain Research. 41. 183-191 (1996)
• [文献書誌] Inokuchi,K.: "A novel immediateoearly gene,Ti3,is induced during seizure and LTP." Soc.Neurosci.Abstr.22. 1514- (1996)
• [文献書誌] 井ノ口馨: "分子の窓から覗いた記憶" Academia. 171. 61-73 (1997)