刺激に応答したmRNA翻訳マシナリーの神経突起への移動と活性化機構

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15030216
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 武井 延之 新潟大学, 脳研究所, 助教授 (70221372)
• キーワード: ニューロン / 蛋白合成 / 翻訳調節 / 神経活動 / シナプス / 翻訳因子 / BDNF / 神経栄養因子

研究概要

平成15年度は以下の点について明らかにした。
1)翻訳マシナリーの細胞内局在
一連の翻訳因子、開始、伸展、終結の各因子群の脳内分布および細胞内局在を培養神経細胞及び脳切片を用いた免疫染色で明らかにした。ほとんどの因子に関してラット海馬における発現は、ニューロンにおいて強く、グリアでは弱かった。脳内のグリアは静止期にあるので、細胞周期との関連が考えられた。またニューロン内ではシナプス近傍や樹状突起内にも各因子が存在しており、局所的な翻訳調節と蛋白合成を示唆していた。
2)刺激に応答した神経細胞のシナプス部での翻訳マシナリーの活性化機構
シナプトゾーム画分を脳由来神経栄養因子(brain-derived neurotrophic fact : BDNF)で刺激すると、すみやかな翻訳因子、翻訳調節シグナル分子のリン酸化が認められ、同時に蛋白合成の増強が観察された。さらにまた初代培養神経細胞に刺激を与え、抗リン酸化翻訳因子抗体で免疫染色して可視化し翻訳因子の活性化部位のマッピングを行ったところ、樹状突起での翻訳活性化が見られた。BDNFの産生・放出は脳内では神経活動に依存していることを考えあわせると、以上の結果はシナプス近傍での局所的な翻訳調節が神経活動に応答して起こっていることを示しており、今後神経可塑性との関連という観点から研究を行いたい。

研究成果

• [文献書誌] Yuhara, A.: "Pituitary adenylate cyclase activating polypeptide and nerve growth factor cooperatively enhance choline acetyltransferase activity in postnatal basal forebrain neurons by complementary induction of different species of its mRNA."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 301. 344-349 (2003)
• [文献書誌] Mizuno, M.: "Phosphatidylinositol 3-kinase : a molecule mediating BDNF-dependent spatial memory formation."Mol.Psychiatry.. 8. 217-224 (2003)
• [文献書誌] Inamura, N.: "Differential Distributions of Translation Initiation, Elongation and Release Factors in Rat Hippocampus."Mol.Brain Res.. 111. 165-174 (2003)
• [文献書誌] Amada, N.: "Novel Mammalian Orthologue and Homologue for Drosophila crooked neck Gene in Neuroblasts / Neural Stem Cells."J.Biochem.. 133. 615-623 (2003)
• [文献書誌] Seki, M.: "BDNF is Up-regulated by Postnatal Development and Visual Experience : Quantitative and Immunohistochemical Analyses of Neurotrophins in the Rat Retina."Invest.Ophtalmol.Vis.Sci.. 44. 3211-3218 (2003)
• [文献書誌] Inamura, N.: "Developmental changes of eukaryotic initiation factor 2B subunits in rat hippocampus."Neurosci.lett.. 346. 117-119 (2003)
• [文献書誌] Nagano T: "Brain-derived neurotrophic factor upregulates and maintains AMPA receptor currents in neocortical GABAergic neurons."Mol Cell Neurosci.. 24. 340-356 (2003)
• [文献書誌] Jourdi H: "Brain-derived neurotrophic factor signal enhances and maintains the expression of AMPA receptor-associated PDZ proteins in developing cortical neurons."Dev.Biol.. 263. 216-230 (2003)
• [文献書誌] Namba, H.: "Transforming growth factor-alpha changes firing properties of developing neocortical GABAergic neurons by down-regulation of voltage-gated potassium currents."Neuroscience. 122. 637-646 (2003)