培養ショウジョウバエ細胞を用いたシナプス形成過程の解明

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11694242
• 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: 黒見 坦 群馬大学, 医学部, 助教授 (30009633)
• キーワード: ショウジョウバエ / 突然変異体 / シナプス / 神経培養 / シナプス小胞 / 膜電位固定法 / シナプス電流 / 小胞リサイクリング

研究概要

本共同研究の目的はショウジョウバエ幼生から神経芽細胞および筋芽細胞を取り出し単層培養しシナプスを形成させ、その過程を電気生理学的、光学的に調べることにあった。チリー大学理学部のペドロ・ラバーカ教授のグループは培養細胞を用いた研究を長く進めておられることから相互に交流することによって培養技術の習得に努めた。その結果当研究室においても神経細胞の培養に成功し、シナプス形成にいたる準備が整った。現在この培養条件下でシナプス形成がおこっていることを調べるために、エンドサイトーシスの折に小胞内に取り込まれる蛍光色素FM1-43を用いてシナプス活動を調べている。
一方培養下でできるシナプスの対照として生体内においてできるシナプスの性質を調べる研究も共同で行った。まずシナプス小胞のプールの大きさとプール間での小胞の移動の速度を変異体を用いて調べた。この変異体はshibireと言われ高温で麻痺がおこり、その原因がエンドサイトーシスの欠陥であることがわかっている。したがって高温で連続刺激をすると、シナプス電流の振幅が次第に小さくなり、ついに消滅する。この時にはシナプス小胞が完全に枯渇している。この変異体を用いてシナプス小胞の二つのプール、Readily Releasable PoolとReserve Poolの大きさを測定した。その結果前者が約10,000量子であり、後者はその5〜7倍の大きさであることがわかった。また通常はrecyclingによってシナプス伝達は保持されている。

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)