GFP標識プロテインキナーゼC遺伝子改変マウスの作製とその神経可塑性研究への応用

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10155218
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 斎藤 尚亮 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 教授 (60178499)
• 研究分担者: 白井 康仁 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 助手 (60263399)
• キーワード: 長期増強 / プロテインキナーゼC / 脂肪酸 / サブタイプ / トランスロケーション / GFP

研究概要

本研究では、培養細胞系を用いて、各PKCサブタイプ特異的なターゲッティング機構を生細胞内で明らかにするとともに、長期増強や長期抑圧現象におけるPKCの細胞内動態を解析することにより、PKCのシナプス可塑性における働きを明らかにすることを目的とした。そのために、1)培養細胞系におけるGFP標識PKC各分子種のトランスロケーション現象と活性化機構の関連についての解析、2)GFP標識PKCトランスジェニックマウスの作製の試みを行った。その結果、1)γ-,δ-,ε-PKCすべてが、G蛋白質共役型ATP受容体刺激により、20sec以内に細胞膜にtranslocationし、3min以内に元の状態に戻る(Retranslocation)。しかし、ホルボールエステル刺激によっては、すべての分子種が比較的ゆっくりと(3-5min)ranslocationし、そのまま膜にとどまる。つまり、同一の分子種であっても、刺激により異なるターゲッティング機構を持つことが示された。2)アラキドン酸刺激により、γ-PKCは素早く細胞膜に、ε-PKCはややゆっくりとGolgi体周辺にtranslocationするのに対して、δ-PKCはtranslocationしない。つまり、同一の刺激によっても分子種によってtargeting部位(translocation)は異なることが示された。3)δ-PKCを活性化する3種の刺激(ATP,TPA,H202)は、それぞれ異なるターゲッティング機構によるものであり、細胞の機能に対する調節機構も異なると推測される。
以上の結果から、PKCのターゲッティング機構は、分子種特異的、刺激特異的でありしかも時間的、空間的にも異なっていることが示され、ターゲッティング機構の解析はPKC分子種独自の機能の解明に有力な方法と考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Hashimoto,T.他: "Isoform-specific redistribution of calcineurin Aα and Aβ in hippocampal CA1 regions of Gerbil after transient ischemia." J.Neurochem.70. 1289-1298 (1998)
• [文献書誌] Morikawa,O.他: "Effects of interferon-α and-γ on the transcriptional regulation of serotonin transporter." Eur.J.Pharmacol.349. 317-324 (1998)
• [文献書誌] Ohmori,S.他: "Three distinct mechanisms for translocation and activation of δ-subspecies of protein kinase C." Mol.Cell.Biol.18. 5263-5271 (1998)
• [文献書誌] Shirai,Y.他: "Distinct effects of fatty acids on translocation of γ-and ε-protein kinase C." J.Cell.Biol.143. 511-521 (1998)
• [文献書誌] Shirai,Y.他: "Subspecies specific targeting mechanism of protein kinase C." Jpn.J.Pharmacology.78. 411-417 (1998)
• [文献書誌] Yamamoto,H.,他: "Immunohistochemical localization of serotonin transporter in normal and colchicine treated rat brain." Neurosci.Res.32. 305-312 (1998)
• [文献書誌] Nakai,M.他: "Amyloid beta Protein (25-35) Phosphorylates MARCKS through Tyrosine Kinase-Activated Protein Kinase C Signaling Pathway in Microglia." J.Neurochem.(印刷中).
• [文献書誌] Murakami,N.他: "An association study of a polymorphsim of non-erythroid α-spectrin gene with schizophrenia." American Journal of Medical Genetics.(印刷中).