シナプス伝達の分子遺伝学を用いた解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11480244
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 城所 良明 群馬大学, 医学部, 教授 (00053083)
• 研究分担者: 坂井 貴臣 群馬大学, 医学部, 助手 (50322730)
• キーワード: シナプス伝達 / ショウジョウバエ / 突然変異体 / パッチクランプ / シナプトブレビン / 神経筋シナプス / グルタミン酸受容体 / シナプス形成

研究概要

ショウジョウバエ幼生または幼虫の神経筋シナプスを用いて、シナプス伝達の効率を変える機序に関する研究を色々な変異体を用いて行った。
I.cAMPは2つの独立した機序で自発性伝達物質放出を促進する。
cAMPは色々な系においてシナプス伝達を促進し、記憶過程に関与していると考えられている。我々は前年度において外液中にCa^<2+>イオンが存在しない条件でもcAMPは自発性伝達物質放出を促進することを示したが、今回はCa^<2+>イオン存在下で神経刺激によるシナプス伝達を促進し、これはCa^<2+>イオンの流入によることを証明した。したがってcAMPは少くとも二つの独立した機序によりシナプス伝達を促進することがわかった。
II.高頻度刺激によってReserve Poolの小胞がcAMPを介して動員されシナプス伝達に寄与する。
我々は幼虫の神経筋シナプスにおいてシナプス小胞に二つのプール、すなわちReadily Releasable Pool(RRP)とReserve Pool(RP)、があることを示したが、今回はRPからの小胞の動員が高頻度刺激の際におこり、この過程にはcAMPが働いていることを示した。また記憶に欠陥のある変異体では、この動員過程に異常があることがわかった。
III.ショウジョウバエ幼虫の神経筋シナプスにおけるシナプス小胞プールの大きさと動員の速度およびリサイクリングの速さ。
高温において麻痺をおこす突然変異体、shibire、はエンドサイトーシスに欠陥があり、連続刺激によってシナプス小胞が完全に枯渇する。この変異株を用いて小胞プールの大きさを測定した。

研究成果

• [文献書誌] Kuromi,H.,Kidokoro,Y.: "Tetanic stimulation recruits vesicles from reserve pool via a cAMP-mediated process."Neuron. 27. 133-143 (2000)
• [文献書誌] Delgado,R.,Kidokoro,Y.,Labarca,P.: "Vesicle recycling and synaptic transmission during prolonged synaptic activity in larval Drosophila motor..."Journal of Physiology. 523P. pp.67S (2000)
• [文献書誌] Yoshihara,M.,Suzuki,K.,Kidokoro,Y.: "Two independent pathways mediated by cAMP/PKA enhance spontaneous transmitter release at Drosophila..."Journal of Neuroscience. 20. 8315-8322 (2000)
• [文献書誌] Delgado,R.,Maureira,C.,Oliva,C.,Kidokoro,Y...: "Size of vesicle pools, rates of mobilization and recycling at the larval neuromuscular junction of a temperature..."Neuron. 28. 941-953 (2000)
• [文献書誌] Kidokoro,Y.: "Synapse Formation."Encyclopedia of Life Sciences 2000. 90. 1691-1697 (1999)
• [文献書誌] Nishikawa K,Kidokoro Y: "Halothane presynaptically depresses synaptic transmission in wild-type Drosophila larvae but not in halothane-...."Anesthesiology.
• [文献書誌] Nishikawa K,Kidokoro Y: "Octopamine inhibits synaptic transmission at the larval neuromuscular junction in Drosophila melanogaster."Brain Research. 837. 67-74 (1999)
• [文献書誌] Yoshihara M,Ueda A,Zhang D,...& Kidokoro,Y.: "Selective effects of neuronal-synaptobrevin mutations on transmitter release evoked by sustained.."Journal of Neuroscience. 19. 2432-2441 (1999)