運動機能発現と脳内物質の関与。基底核回路における抑制性ニューロンの役割

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11680735
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 中村 泰尚 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (70025625)
• 研究分担者: 和泉 正英 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (70262186) ; 大竹 一嘉 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (10168966)
• キーワード: CaM-KKβ / CaM-K Pase / 免疫組織化学 / LTP

研究概要

細胞内のセカンドメッセンジャーであるCa^<2+>の調節に深く関わるCa^<2+>/カルモデユリン依存性蛋白質燐酸化酵素群(CaM-Ks)のうち、CaM-Ksを燐酸化して活性化するCaM-KKβと、CaM-Ksを脱燐酸化して不活性化するCaM-K Paseの脳内、ニューロン内分布を免疫組織化学的に精査し研究論文としてまとめた。
CaM-KKβの分布は淡蒼球、脚内核、黒質網様部を除く中枢神経系の大部分の核で、ニューロンの細胞質と核に陽性であったが、巨大細胞性網様核、前庭神経外側核、三叉神経中脳路核のような大細胞の核は染まらなかった。同じキナーゼのうちのCaM-KKαはほとんどのニューロンの核にのみ反応陽性であったことと考え合わせると相補的というよりは、反応領域が広範であるといえた。
CaM-K Paseの陽性細胞の分布はかなり広範ではあったものの、細胞質にのみ反応が見られた。免疫陰性であったのは、嗅球、歯状回、小脳の顆粒細胞、嗅結節、海馬体の錐体細胞、線状体の投射ニューロン、黒質緻密部ニューロン、プルキンエ細胞、下オリーブ核ニューロンなどであった。一方、海馬体と線状体の介在ニューロンは陽性を示し、後者ではChAT(コリンアセチール転移酵素)と共存していた。電子顕微鏡観察によると、シナプス後膜が反応陽性であった。この酵素はCaM-KIIをも脱燐酸化するので、CaM-KIIが関わるシナプスの長期増強(LTP)の調節にも働くことが強く示唆された。
現在のところCaM-KII、CaM-KIVについて一部の神経機能が明らかにされているに過ぎないが、今回の研究対象とした二種類の酵素はCaM-Ksの制御に強く関わることが考えられ、さらに詳細に物質と神経回路の関連を検索することが、神経機能解明に大きな役割を果たすと結論できた。

研究成果

• [文献書誌] Nakamura,Y.,Kitani,T.,Okuno,S.,Otake,K.,Sato,F. & Fujisawa,H.: "Immunohistochemical study of the distribution of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase phosphatase in the rat central nervous system."Mol.Brain Res.. 77. 76-94 (2000)
• [文献書誌] Nakamura,Y.,Okuno,S.,Kitani,T.,Otake,K.,Sato,F. & Fujisawa,H.: "Immunohistochemical localization of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase kinase βin the rat central nervous system."Neurosci.Res.. 39. 175-188 (2001)