プルキンエ細胞シナプスの発達と可塑性に関わる代謝型グルタミン酸受容体情報伝達機構

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11480224
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 渡辺 雅彦 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (70210945)
• 研究分担者: 永島 雅文 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (40241319)
• キーワード: グルタミン酸受容体 / PLCβ4 / 小脳 / プルキンエ細胞 / 発達 / シナプス形成 / マウス

研究概要

本研究では、プルキンエ細胞シナプス成熟過程における代謝型グルタミン酸受容体およびその細胞内情報伝達機構の役割を分子解剖学的に解明することを目的とする。平成11年度の研究から、プルキンエ細胞上のmGluR1の活性化は、Gqα/11を介して4型もしくは3型フォスフォリパーゼCβ(PLCβ4/3)を活性化する可能性を遺伝子発現解析から示すことができた(Watanabe et al.,1998;Tanaka et al.,2000)。さらに、PLCβ4遺伝子ノックアウトマウスのシナプス解析から、この分子がプルキンエ細胞の登上線維シナプス排除に重要な役割を果たしていることを示した(Kano et al.,1998;Hashimoto et al.,2000)。を行った。本年度は、このPLCβ4に対する特異抗体の作製を行い、プルキンエ細胞における分子局在を検討した。得られた家兎抗体は、小脳において130kDaの分子を特異的に認識した。免疫組織化学法によりその分布を調べたところ、プルキンエ細胞の細胞体と樹状突起内部を強く染色した。しかし、その分布は一様ではなく、粗大顆粒状の細胞内分布をしめした。電子顕微鏡によりその分子局在を調べると、樹状突起や細胞体内部の滑面小胞膜に付随していた。この分子解剖学的事実は、PLCβ4がカルシウムストアである滑面小胞膜の近傍に位置しており、これによりmGluR1の活性化による細胞内カルシウム放出が効率的に促進されるものと考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Yamada, Keiko: "Dynamic transformation of Bergmann glial fibers proceeds in correlation with dendritic outgrowth and synapse formation of cerebellar Purkinje cells."J.Comp.Neurol.. 418. 106-120 (2000)
• [文献書誌] Tanaka, Jun: "Gq protein α subunits Gαq and Gαl1 are localized at postsynaptic extra-junctional membrane of cereballar Purkinje cells and hippocampal pyramidal cells."Eur.J.Neurosci.. 12. 781-792 (2000)
• [文献書誌] Minami, T.: "Characterization of nociceptin/orphanin FQ-induced pain responses in conscious mice : Neonatal capsaicin treatment and N-methyl-D-aspartate receptor GluRεsubunit knochout mice."Neuroscience. 97. 133-142 (2000)
• [文献書誌] Mori, Fumiaki: "Developmental changes in expression of the three ryanodine receptor mRNAs in the mouse brain."Neurosci.Lett.. 285. 57-60 (2000)
• [文献書誌] Kakizawa, Sho: "Critical period for activity-dependent synapse elimination in developing cerebellum."J.Neurosci.. 20. 4954-4961 (2000)
• [文献書誌] Miyazaki, Taisuke: "B2 exon splicing of nonmuscle myosin heavy chain IIB is differently regulated in developing and adult rat brain."Neurosci.Res.. 37. 299-306 (2000)
• [文献書誌] Furuya, Shigeki: "L-serine and glycine serve as major astroglia-derived trophic factors for cerebellar Purkinje neurons."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 11528-11533 (2000)
• [文献書誌] Fukaya, Masahiro: "Improved immunohistochemical detection of postsynaptically-located PSD-95/SAP90 protein family by protease section pretreatment.A study in the adult mouse brain."J.Comp.Neurol.. 426. 572-586 (2000)
• [文献書誌] Nakamura, Kazuhiro: "Enhancement of hippocampal LTP, reference memory and sensorymotor gating in mutant mice lacking a telencephalon-specific cell adhesion molecule."Eur.J.Neurosci.. (印刷中). (2001)
• [文献書誌] Hashimoto, Koichi: "Climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development requires signal transduction involving Gαq and phospholipase Cβ4."Progress in Brain Res.. 124. 31-48 (2000)
• [文献書誌] 渡辺雅彦: "脳神経科学イラストレイテッド"森寿、真鍋俊也、渡辺雅彦、岡野栄之、宮川剛(羊土社). 365 (2000)