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哺乳類の記憶学習過程において、シナプス伝達の可塑的変化が重要な役割を果たしている。記憶学習に重要な海馬シナプスの可塑的変化は重要であるにも関わらず、分子機構の解明はまだなされていない。特にシナプス前末端部からの伝達物質放出の可塑的変化の分子機構は全く解っていない。そこで私は海馬神経細胞のシナプスを用いて、シナプス小胞の開口放出メカニズムとその修飾機構を解明することを目標とした。ラット海馬神経細胞を単離し、グリア細胞マイクロアイランド法で培養することによりオータプスを形成させ、この細胞体にホールセル パッチピペットより抗体、部分合成ペプチド等を投与し、シナプス開口放出に対する効果を電気生理学的に解析した。さらにテタヌス刺激によりcAMP依存性にシナプス開口放出が増強する歯状回神経細胞において、細胞内cAMP濃度を薬理学的に増加させた場合の開口放出増強の分子メカニズムを生理学的に解析した。その結果、神経細胞膜蛋白質シンタキシン1Aに対する抗体を細胞内投与した場合、シナプス開口放出が増強され、シンタキシン1Aが何らかの開口放出抑制機構にも関与していることが示めされた。一方、歯状回神経細胞の培養系でフォルスコリンにより細胞内cAMP濃度を上昇させるとAキナーゼ依存性に開口放出が増強されたが、その際、放出確率ではなくシナプス小胞の即時放出可能プールサイズが増加するメカニズムがペアドパルス解析法等から推定された。シンタキシン等、シナプス小胞ドッキングに関与する蛋白質が燐酸化され、即時放出可能プールサイズが変化する可能性も考えられた。本研究により、シンタキシン等の蛋白質の伝達物質放出の抑制的制御における役割が明らかになり、これらドッキング関連分子の燐酸化が伝達物質放出制御による記憶学習のメカニズムの本質である可能性が示され成果が得られた。
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