視床下部ニューロンにおける樹状突起特異的接着因子OBCAMの機能解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580729
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 宮田 清司 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助手 (30243124)
• キーワード: 接着因子 / 免疫グロブリンスーパーファミリー / 可塑性 / 樹状突起 / 開口分泌 / バソプレッシン / スパイン

研究概要

Opioid-binding Cell Adhesion Molecule (OBCAM)は、免疫グロブリンスーパーファミリーに属す接着因子である。OBCAMは、免疫グロブリン様ドメインを3個持ち、GPIアンカーを介して細胞膜に結合している。
本研究においては、OBCAMがニューロンの樹状突起に特異的に局在し、神経活動に依存してダイナミックな挙動を示し、神経系の可塑性に関与していることが示された。
1)視床下部視索上核のバソプレッシンニューロンにおけるOBCAMの局在を調べたところ、樹状突起に特異的に存在することが明らかになった。電子顕微鏡レベルの観察では、バソプレッシンを含む神経分泌顆粒に存在することが分かった。さらに、興味深いことに、神経刺激を与えてバソプレッシンの樹状突起分泌を促進すると、exocytosisにより細胞膜側に移動することが判明した。このことは、接着因子が神経活動に依存してダイナミックに局在を変え神経系の可塑性に絡んでいることを示唆している。
2)上で見出された事実は、視床下部における特殊なニューロンでの現象である。そこで、OBCAMが大脳や海馬などの一般的な部位においても、樹状突起に特異的に存在するのか、培養大脳、海馬ニューロンにおいてOBCAMの局在を調べた。OBCAMは、これらの培養細胞では樹状突起のシナプス部位、特にスパインに特異的存在し、Triton X-100に非可溶であることからラフトに局在するものと考えられた。
3)大脳、海馬において、OBCAMの光学顕微鏡、電子顕微鏡レベルでの局在を調べたところ、樹状突起スパインのシナプス後膜側に存在することを見出した。発生過程における発現パターンは、脳の成熟に伴い発現量が増加することを見出した。また、OBCAMは同属タンパクのKilonと相互作用することも明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Miyata S, Matsumoto N, et al.: "Biochemical and ultrastructural analyses of IgLON cell adhesion molecules, Kilon and OBCAM in the rat brain"Neuroscience. 117. 645-658 (2003)
• [文献書誌] Miyata S, Matsumoto N, et al.: "Polarized targeting of IgLON cell adhesion molecule OBCAM to dendrites in cultured neurons"Brain Research. 979. 129-136 (2003)
• [文献書誌] Miyata S, Taguchi K, et al.: "Dendrite-associated opioid-binding cell adhesion molecule localizes at neurosecretory granules in the hypothalamic magnocellular neurons"Neuroscience. 122. 169-181 (2003)
• [文献書誌] Maekawa, S., Iino, S., Miyata, S: "Molecular characterization of the detergent-insoluble cholesterol-rich membrane microdomain (raft) of the central nervous system"Biochimica et Biophysica Acta Biomembranes. 1610. 261-270 (2003)
• [文献書誌] Miyata S, Akagi A, et al.: "Activity-dependent regulation of a chondroitin sulfate proteoglycan 6B4 phosphacan/RPTPβ in the hypothalamo-neurohypophysial system"Neuroscience. (in press). (2004)