記憶・学習の分子基盤

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12210007
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 三品 昌美 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (80144351)
• 研究分担者: 竹内 倫徳 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (50323613) ; 森 寿 東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (00239617)
• キーワード: 記憶 / 学習 / グルタミン酸受容体 / 標的遺伝子組換え / 瞬目反射条件付け / GluRδ2 / 多重支配 / 組換え酵素Flp

研究概要

グルタミン酸受容体(GluR)δ2サブユニットは小脳プルキニエ細胞に特異的に発現しており、小脳シナプス可塑性、運動学習、回路網形成において重要な働きを担っている。我々は、瞬目反射の条件付け学習において条件刺激と無条件刺激とのタイミングに応じて脳内のシステムが使い分けられていることを明らかにした。traceパラダイムにおいて、条件刺激と無条件刺激との時間間隔を短くした場合、GluRδ2欠損マウスで海馬を破壊した時のみ障害が見られた。短期trace学習にはいずれかのシステムも担いうることが明らかとなった。GluRδ2は発達段階における平行線維シナプスの結合強化・安定化にも関与する。平行線維シナプスに局在するGluRδ2の欠損は登上線維の多重支配を引き起こすが、増加した登上線維の多くは遠位樹状突起にシナプスを形成することを見出した。GluRδ2の欠損による平行線維シナプスの減少により、通常近位部を支配する登上線維の支配領域が拡大したと考えられる。したがって、プルキニエ細胞と登上線維とのシナプスの形成整備は、登上線維同士のhomosynapticな競合と平行線維とのheterosynapticな競合の2段階で行われると考えられる。核移行シグナルを付加した酵母由来の組換え酵素Flp発現ベクターをC57BL/6系統由来の受精卵に導入し、精巣に置いてflp mRNAの発現を示すトランスジェニックマウス系統を得た。薬剤耐性遺伝子の両端にFlpの認識配列frtを組み込んだマウスを組換え酵素活性測定のレポーターマウスとして用い、FLP66系統は高効率でFlp依存的な組換えを引き起こすことを見出した。したがって、Cre/loxPシステムによる部位時期特異的遺伝子ノックアウト法の確立にFLP66マウスが重要な役割を果たすと期待される。

研究成果

• [文献書誌] Miyagi, Y., Yamashita, T., Fukaya, M., Sonoda, T., Okuno, T., Yamada, K., Watanabe, M., Nagashima, Y., Aoki, I., Okuda, K., Mishina, M., Kawamoto, S.: "Delphilin : a novel PDZ-and formin homology-domain containing protein, which synaptically colocalizes and interacts with glutamate receptor δ2 subunit"J. Neurosci.. 22. 803-814 (2002)
• [文献書誌] Miyamoto, Y., Yamada, K., Noda, Y., Mori, H., Mishina, M., Nabeshima, T.: "Lower sensitivity to stress and altered monoaminergic neuronal function in mice lacking the NMDA receptor ε4 subunit"J. Neurosci.. 22. 2335-2342 (2002)
• [文献書誌] Takeuchi, T., Nomura, T., Tsujita, M., Suzuki, M., Fuse, T., Mori, H., Mishina, M.: "Flp recombinase transgenic mice of C57BL/6 strain for conditional gene targeting"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 293. 953-957 (2002)
• [文献書誌] Ichikawa, R., Miyazaki, T., Kano, M., Hashikawa, T., Tatsumi, H., Sakimura, K., Mishina, M., Inoue, Y., Watanabe, M.: "Distal extension of climbing fiber territory and multiple innervation caused by aberrant wiring to adjacent spiny branchlets in cerebellar Purkinje cells lacking glutamate receptor GluRδ2"J. Neurosci.. 22. 8487-8503 (2002)
• [文献書誌] Takatsuki, K., Kawahara, S., Kotani, Mori, H., Mishina, M., Kirino, Y.: "Hippocampal damage disrupts eyeblink conditioning in mice lacking glutamate receptor δ2"J. Biol. Phys.. 28. 539-547 (2002)
• [文献書誌] Takatsuki, K., Kawahara, S., Kotani, S., Fukunaga, S., Mori, H., Mishina, M., Kirino, Y.: "The hippocampus plays an important role in eyeblink conditioning with a short trace interval in glutamate receptor subunit δ2 mutant mice"J. Neurosci.. 23. 17-22 (2002)