カルモジュリン依存性フォスファターゼ(カルシニューリン)による中枢神経可塑性制御

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08670053
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 松井 秀樹 岡山大学, 医学部, 教授 (30157234)
• 研究分担者: 陸 雲飛 岡山大学, 医学部, 助手 (60243458) ; 富澤 一仁 岡山大学, 医学部, 助手 (40274287) ; 森脇 晃義 岡山大学, 医学部, 講師 (10144742)
• キーワード: 脳の可塑性 / カルシニューリン / 脱リン酸化酵素 / キンドリング / シナプス長期増強 / シナプス長期抑圧 / 脳スライス / 免疫抑制剤

研究概要

前年までの本研究でカルモデュリン依存性フォスファターゼ(カルシニューリン)が海馬CA1錘体細胞シナプスのNMDA受容体依存性長期増強(LTP)を制御すること、またカルシニューリン抑制剤であるFK506がNMDA受容体電位を抑制することを示した。本年度はこの結果をふまえ、以下の2点について研究した。
(1)LTPと同じくNMDA受容体が重要な働きをすることが予測されるカイニン酸誘導海馬神経細胞死に対するFK506の作用を検討する。
(2)海馬における電位依存性カルシウムチャネル(VGCC)依存型のLTPに対するFK506の作用を検索する。
その結果、臨床常用濃度のFK506はカイニン酸誘導神経細胞死をほぼ完全に抑制した。この時FK506はカイニン酸投与直後に生じるてんかん症状や異常脳波の発生には影響を与えないが、神経細胞死に先だって見られる興奮性後シナプス電位の異常低下や、LTPの増強などを抑制していることが明らかとなった。
一方海馬におけるVGCC依存性LTPはNMDA抑制剤であるAP5存在下でTEAにより誘導されるものと強度テタヌス刺激によって誘導されるものの2種類を検索したが、いずれもFK506あるいはシクロスポリンAにて抑制された。カルシニューリンはVGCC依存性のLTPにも重要な働きをすることが示された。

研究成果

• [文献書誌] Tokuda,M., Matsui,H.et al.: "Involvement of calmodulin-dependent protein kinases I and IV in long term potentiation." Brain Research. 755. 162-166 (1997)
• [文献書誌] Masada,T., Matsui,H.et al.: "Embryonic transplantation and ischemic memory deficit." Neuroscience Research. 27. 249-255 (1997)
• [文献書誌] Cai,X-H., Matsui,H.et al.: "Changes in the expression of novel Cdk5 activator messenger RNA(p39ncksai mRNA) during rat brain development." Neuroscience Research. 28. 355-360 (1997)
• [文献書誌] Lu,Y.-F., Matsui,H.et al.: "Effects of vasopressin and involvement of receptor subtypes in the rat amygdaloid nucleus in vitro." Brain Research. 768. 266-272 (1997)
• [文献書誌] Moriwaki,A., Matsui,H.et al.: "An immunosuppressant,FK506,protects against neuronal dysfunction and death but has no effect on electrographic and behavioral activities induced by systemic kainate." Neuroscience. (in press).
• [文献書誌] Onuma,H., Matsui,H.et al.: "A calcineurin inhibitor,FK506,blocks voltage-gated calcium channel-dependent LTP in the hippocampus." Neuroscience Research. (in press).