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2017 年度 実績報告書

小脳グルタミン酸作動性tripartiteシナプス膜の分子ネットワークと生理機能

研究課題

研究課題/領域番号 15H04274
研究機関名古屋大学

研究代表者

木下 専  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30273460)

研究分担者 高雄 啓三  富山大学, 研究推進機構 研究推進総合支援センター, 教授 (80420397)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードセプチン / シナプス / 海馬歯状回 / 空間弁別障害 / 電子顕微鏡 / ライブイメージング
研究実績の概要

重合性GTPaseセプチンは脳で高発現し、細胞骨格や足場としてシナプス前・後・周囲(グリア)膜直下に集積し、多様なシナプス関連分子と相互作用する多機能蛋白質ファミリーであるが、シナプス伝達や精神・神経病態における役割には不明な点が多い。本研究では、ユニークな構造と細胞内局在を示すSEPT3を欠損するマウスが報告例のない空間認知・弁別障害を呈することを見出し、その責任領域を絞り込んだ。すなわち、a) 野生型マウス海馬歯状回(DG)へのAAV-shRNAベクター局所注入による枯渇によって空間弁別障害が再現されること、さらに b) Sept3欠損マウスDGへのAAVベクター局所注入によるSEPT3発現によって空間弁別障害がレスキューされることに基づき、DGが責任領域であることを確定するとともに、発生過程を通じてのSEPT3慢性欠損に起因する「発達障害」の可能性が否定された。嗅内皮質から貫通線維を経由してDG顆粒細胞へと入力するグルタミン酸作動性pp-DGシナプスはパターン分離による空間弁別に重要とされている。そのシナプス面積やスパイン体積は正常であるが、Ca2+貯蔵・放出の場である滑面小胞体の含有率が低下しており、初代培養顆粒細胞でもスパインへの小胞体侵入頻度が減少していた。スパイン内小胞体局在の制御はシナプス制御機構の一部であるが、分子メカニズムは小脳プルキンエ細胞でミオシンVaの関与が示唆されている以外不明である。今後も引き続き、スパイン内小胞体制御機構にアプローチするツールとしてSept3欠損マウスと培養系を活用し、行動、電顕、生化学など多階層の手法を駆使して空間弁別機能を支える未知のシナプス制御機構の探索を継続する必要がある。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] CDC42EP4, a perisynaptic scaffold protein in Bergmann glia, is required for glutamatergic tripartite synapse configuration2018

    • 著者名/発表者名
      Ageta-Ishihara Natsumi、Konno Kohtarou、Yamazaki Maya、Abe Manabu、Sakimura Kenji、Watanabe Masahiko、Kinoshita Makoto
    • 雑誌名

      Neurochemistry International

      巻: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2018.01.003

    • 査読あり
  • [学会発表] Unexpected motor and histopathological phenotype found in cerebellum-selective Sept7 knockout mice2018

    • 著者名/発表者名
      Ageta-Ishihara N, Yamazaki M, Abe M, Sakimura K, Kinoshita M.
    • 学会等名
      ”Innovative progress of neuroscientific research through the use of advanced animal models”
    • 国際学会
  • [学会発表] A septin-mediated synaptic regulation required for spatial discrimination.2017

    • 著者名/発表者名
      Ageta-Ishihara N, Fukazawa Y, Takao K, Miyakawa T, Bito H, Inokuchi K, Kinoshita M.
    • 学会等名
      The 5th Neural Circuits Joint Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] A septin-mediated synaptic regulation required for spatial discrimination2017

    • 著者名/発表者名
      上田(石原)奈津実、深澤有吾、尾藤晴彦、木下 専
    • 学会等名
      第60回日本神経化学会大会
    • 国際学会
  • [学会発表] セプチン細胞骨格サブユニットSEPT3の欠損による空間弁別障害2017

    • 著者名/発表者名
      木下 専
    • 学会等名
      第15回神経科学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] セプチン欠損マウスを用いたシナプス制御機構の探索2017

    • 著者名/発表者名
      木下 専
    • 学会等名
      先端領域融合医学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] セプチン細胞骨格系の生理機能の探索2017

    • 著者名/発表者名
      木下 専
    • 学会等名
      JSTさきがけ「生体分子の形と機能」10年間の展開
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経科学分野における支援制度の活用例2017

    • 著者名/発表者名
      木下 専
    • 学会等名
      先端モデル動物支援プラットフォーム 平成28年度成果発表会 成果報告ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] A septin-mediated synaptic regulation required for spatial discrimination2017

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita M
    • 学会等名
      Gordon Research Conference “Excitatory Synapses & Brain Function”
    • 国際学会
  • [学会発表] A FIB-SEM-based Method for High-Resolution Measurement of Morphological Parameters of Axospinous Synapses2017

    • 著者名/発表者名
      Elhanbaly E, Ishikawa T, Ageta-Ishihara N, Kinoshita M, Fukazawa Y
    • 学会等名
      The 1st ABiS Symposium
  • [図書] DOJIN BIOSCIENCE SERIES 28脳神経化学「脳はいま化学の言葉でどこまで語れるか」19章: 神経ネットワークの形と機能を制御する細胞骨格系分子群2018

    • 著者名/発表者名
      木下 専(森泰生、尾藤晴彦編)
    • 総ページ数
      368
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      4759817263

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公開日: 2018-12-17  

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