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本研究では小脳プルキンエ細胞樹状突起のCa^<2+>動態が非常に多彩でかつ局所性に富むものであることをNa^+動態と比較しつつ明らかにした。またCa^<2+>放出活性をCa^<2+>流入と分離して記録することで、Ca^<2+>放出能が小脳発達とともに変化することを明らかにした。小脳とは異なり、海馬錐体細胞における神経可塑性ではIP3受容体は補助的な役割を演じていることがわかったが、神経活動依存的なIP3受容体の発現調節を示すことで複雑なCa^<2+>制御機構の一端を明らかにした。IP3受容体がのっているERそのものの一部が樹状突起中をダイナミックに移動することを示し、またIP3受容体のER膜上での側方移動も細胞骨格依存的に制御されていることを明らかにした。これらの知見は、神経細胞樹状突起のCa^<2+>シグナル制御機構の一部としてのCa^<2+>放出調節機構ひとつをとっても非常に複雑な機構が存在することを示唆している。Ca^<2+>放出を担うIP3受容体の構造と機能の相関を精密に知ることも、Ca^<2+>放出調節機構を解明する上で必須であり、今回IP3受容体の構造・機能相関をさらに詳細に明らかにしたことは重要な前進であると考える。刺激入力時のCa^<2+>上昇のシグナル下流に位置する各種機能タンパク質の修飾変化を知ることは、Ca^<2+>シグナルの機能を推し量る上で非常に重要である。神経細胞内でカルシニューリン活性の可視化に成功したことはその他の機能タンパク質の活性を観察する第一歩であり、今後の発展が期待される。
以上、本研究により神経細胞内でのCa^<2+>動態、特にCa^<2+>放出機構について多様な制御機構が明らかとなった。これら多角的な研究成果は神経細胞樹状突起内でのCa^<2+>動態の果たす多種多様な生理機能における役割を解明する上で重要な手がかりを与えた。これらの知見をもとにして本研究の目的として揚げたスパインレベルでの可視化に今後取り組みたい。
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