競合的シナプス回路成熟の構造基盤と分子基盤

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17023001
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 渡辺 雅彦 北海道大学, 大学院・医学研究院, 教授 (70210945)
• キーワード: 小脳 / シナプス / グルタミン酸 / 発達 / 遺伝子改変動物

研究概要

今回、神経トレーサー法と免疫組織化学を組み合わせた形態解析技法を行い、mGluR1欠損マウスおよびPKCγ欠損マウスにおける登上線維支配様式について、以下の表現型を明らかにした。
1)近位樹状突起に対する登上線維の支配領域が縮小し、細胞体支配が残存した。
2)多重支配を引き起こす余剰な登上線維支配は主に細胞体に残存し、一部は樹状突起基部にも残存した。
3)余剰な登上線維は、近隣のプルキンエ細胞を支配する登上線維の比較的短い側枝として、分子層やプルキンエ細胞層内を横走してやってきた。
4)多重支配を招く近隣細胞間を横走する登上線維の投射様式は、生後14日令までは野生型と欠損マウスのどちらにも頻繁に観察された。
5)その後の発達過程において、多重支配を招く横走する登上線維は野生型マウスで急速に消失したのに対して、欠損マウスでは残存した。
以上の結果は、正常発達における登上線維による多重支配の終局段階が、優勢な単一登上線維が細胞体から近位樹状突起へとトランスロケートしながら支配領域を拡大する一方、劣勢な登上線維は細胞体〜樹状突起基部に留め置かれた状況になっていることを示唆する。ここにおいて、mGIuR1伝達系は平行線維シナプス活動を細胞内へと伝達することにより、優勢な登上線維支配をより強化促進する一方、余剰で劣勢な登上線維による支配を細胞体や樹状突起基部から除去することにより、単一支配へ移行させる分子機構であると結論した。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of a novel low-molecular-mass dual specificity phosphatase-4(LDP-4)expressed in brain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takagaki, K., Shima, H., Tanuma, N., Nomura, M., Satoh, T., Watanabe, M., Kikuchi, K.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biochem. 296 ページ: 177-184
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tonic enhancement of endocannabinoid-mediated retrograde suppression of inhibition by cholinergic interneuron activity in the striatum. (2007)
  • 著者名/発表者名: Narushima, M., Uchigashima, M., Matsui, M., Manabe, T., Watanabe, M., Kano, M.
  • 雑誌名: J. Neurosci 27 ページ: 496-506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Number and density of AMPA receptors in individual synapses in the cerebellum as revealed by SDS-digested freeze-fracture replica labeling. (2007)
  • 著者名/発表者名: Masugi-Tokita, M., Tarusawa, E., Watanabe, M., Molnar, E., Fujimoto, K., Shigemoto, R.
  • 雑誌名: J. Neurosci. 27 ページ: 2135-2144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phospholipase CB3 is distributed in both somatodendritic and axonal compartments and localized around perisynapse and smooth endoplasmic reticulum in morse Purkinje cell subsets. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nomura, S., Fukaya, M., Tsujioka, T., Wu, D., Watanabe, M.
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci 25 ページ: 659-672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diminished climbing fiber innervation of Purkinje cells in the cerebellum of myosin Va mutant mice and rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takagishi, Y., Hashimoto, H., Kayahara, T., Watanabe, M., Otsuka, H., Mizoguchi, A., Kano, M., Murata, Y.
  • 雑誌名: Dev. Neurobiol. 67 ページ: 909-923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of a transneuronal cytokine family Cbln. regulation of secretion by heteromeric assembly. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iijima, T., Miura, E., Matsuda, K., Kondo, T., Kamekawa, Y., Watanabe, M., Yuzaki, M.
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 25 ページ: 1049-1057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca^<2+> Permeability of the channel pore is not essential for the 2 glutam ate receptor to regulate synaptic plasticity and motor coordination. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa, W., Miyazaki, T., Hirai, H., Motohashi, J., Mishina, M., Watanabe, M., Yuzaki, M.
  • 雑誌名: J. Physiol. (London) 579 ページ: 729-735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Segmental and complementary expression of L-serine biosynthetic enzyme 3-phosphoglycerate dehydrogenase and neutral amino acid transporter ASCT1 in the mouse kidney. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takasaki, C., Miura, E., Watanabe, M.
  • 雑誌名: Biomed. Res. 28 ページ: 61-69
  • 査読あり
• [雑誌論文] Junctophilin-mediated channel crosstalk essential for cerebellar synaptic plasticity. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kakizawa, S., Kishimoto, Y., Hashimoto, K., Miyazaki, T., Furutani, K., Shimizu, H., Fukaya, M., Nishi, M., Sakagami, H., Ikeda, A., Kondo, H., Kano, M., Watanabe, M., Iino, M., Takeshima, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 26 ページ: 1924-1933
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phospholipase C 4 expression reveals the continuity of cerebellar topography through development. (2007)
  • 著者名/発表者名: Marzban, H., Chung, S., Watanabe, M., Hawkes, R.
  • 雑誌名: J. Comp. Neurol. 502 ページ: 857-871
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase in neurokinin 1 receptor-expressing neurons in laminae III and IV of the rat spinal dorsal horn following noxious stimulation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Polgar, E., Campbell, AD., MacIntyre, LM., Watanabe, M., Todd AJ
  • 雑誌名: Mol. Pain 3 ページ: 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subcellular arrangement of molecules for 2-arachidonoyl-glycerol-mediated retrograde signaling and its physiological contribution to synaptic modulation in the striatum. (2007)
  • 著者名/発表者名: Uchigashima, M., Narushima, M., Fukaya, M., Katona, I., Kano, M., Watanabe, M.
  • 雑誌名: J. Neurosci. 27 ページ: 363-3676
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of type 1 cannabinoid receptor(CB1)immunoreactive axons in the mouse hypothalamus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Wittmann, G., Deli, L., Kallo, I., Hraboviszky, E., Watanabe, M., Loposits, Z., Fekete, C.
  • 雑誌名: J. Comp. Neurol. 503 ページ: 270-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of the vesicular glutamate trasporters-1 and -2 in adult mouse dorsal root ganglia and spinal cord and their regulation by nerve injury. (2007)
  • 著者名/発表者名: Brumovsky, P., Watanabe, M., Hokfelt, T.
  • 雑誌名: Neuroscience 147 ページ: 469-490
  • 査読あり
• [雑誌論文] CD3 and IgG Fc receptor regulate cerebellar functions. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., Hirai, H., Torashima, T., Miyazaki, T., Tsurui, H., Xiu, Y., Ohtsuji, M., Lin, Q.S., Tsukamoto, K., Nishimura, H., Ono, M., Watanabe, M., Hirose, S.
  • 雑誌名: Mol. Cell Biol. 27 ページ: 5128-5134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence against GABA release from glutamatergic mossy fiber terminals in the developing hippocampus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Uchigashima, M., Fukaya, M., Watanabe, M., Kamiya, H.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 27 ページ: 8088-8100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the sites of 2-arachidonoylglycerol synthesis and actionimply retrograde endocannabinoid signaling at both GABAergic and glutamatergic synapses in the ventral tegmental area. (2007)
  • 著者名/発表者名: Matyas, F., Urban, GM., Watanabe, M., Mackie, K., Aimmer, A., Freund, TF., Katona, I.
  • 雑誌名: Neuropharmacology 54 ページ: 95-107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic ablation of NMDA receptor subunit NR3B in mouse reveals motoneuronal and non-motoneuronal phenotypes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Niemann, S., Kanki, H., Fukui, Y., Takao, K., Fukaya, M., Hynynen, MN., Churchill, MJ., Shefner, JM., Bronson, RT., Watanabe, M., Brown, Jr, R., Miyakawa, T., Itohara, S., Hayashi, Y.
  • 雑誌名: Eur.J.Neurosci. 26 ページ: 1407-1420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of nitric ocide in depolarization-induced suppression of inhibition in hippocampal pyramidal cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Makara, JK., Katona, I., Nyiri, G., Nemeth, B., Watanabe, M., Vente, Jde., Freund, TF., Hajos, N.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 27 ページ: 10211-10222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aberrant membranes and double-membrane structures accumulate in the axons of Atg5-null Purkinje cells before neuronal death. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, J., Miura, E., Mizushima, N., Watanabe, M., Yuzak, M.
  • 雑誌名: Autophagy 3 ページ: 591-596
  • 査読あり
• [雑誌論文] Axonal motility and its modulation by activity are branch-type specific in the intact adult cerebellum. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, H., Fukaya, M., Watanabe, M., Linden, D.
  • 雑誌名: Neuron 56 ページ: 472-487
  • 査読あり
• [雑誌論文] Altered features in mutant cerebellar Purkinje cells lacking junctophilins. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, A., Miyazaki, T., Kakizawa, S., Okuno, Y., Tsuchiya, S., Myomoto, A., Saito, S., Yamamoto, T., Yamazaki, T., Iino, M., Tsujimoto, G., Watanabe, M., Takeshima, H.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 363 ページ: 835-839
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of long-term depression and climbing fiber territory by GluRe2 at parallel fiber synapses through its cariboxyl terminal domain in cerebellar Purkinje cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Uemura, T., Kakizawa, T., Yamasaki, M., Sakimura, K., Watanabe, M., Iino, M., Mishina, M.
  • 雑誌名: J Neurosci 27 ページ: 12096-12108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early postnatal stress affects the serotoergic function in the median raphe nuclei of adult rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Konno, K., Matsumoto, M., Togashi, H., Yamaguchi, T., Izumi, T., Watanabe, M., Iwanaga, T., Yoshioka, M.
  • 雑誌名: Brain Res. 1172 ページ: 60-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] RGS2 modulates GABAB receptor-GIRK channel coupling in dopamine neurons of the ventral tegmental area. (2007)
  • 著者名/発表者名: Labouebe, G., Lomazzi, M., Cruz, HG., Lujan, R., Li, M., Yanagawa, Y., Obata, K., Watanabe, M., Wickman, K., Slesinger, P., Luscher, C.
  • 雑誌名: Nature Neurosci 10 ページ: 1559-1568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postsynaptic GABAB receptor signalling enhances LTD in mouse cerebellar Purkinje cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kamikubo, Y., Tabata, T., Kakizawa, S., Kawakami, D., Watanabe, M., Ogura, A., Iino, M., Kano, M
  • 雑誌名: J Physiol. 585 ページ: 549-563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential regulation of synaptic plasticity and cerebellar motor learning by the C-terminal PDZ-binding motif of GluRe2.
  • 著者名/発表者名: Kakegawa, W., Miyazaki, T., Emi, K., Matsuda, K., Kohda, K., Motohashi, J., Mishina, M., Kawahara, S., Watanabe, M., Yuzaki, M.
  • 雑誌名: J Neurosci (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] IQ-ArfGEF/BRAG1 is a guanine nucleotide exchange factor for Arf6 that interacts and localizes with PSD-95 at extitatory synapses.
  • 著者名/発表者名: Sakagami, H., Sanda, M., Fukaya, M., Miyazaki, T., Sukegawa, J., Yanagisawa, T., Suzuki, T., Fukunaga, K., Watanabe, M., Kondo, K.
  • 雑誌名: Neurosci Res (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Down-regulation of the CB1 cannabinoid receptor and related molecular elements of the endocannabinoid system in epileptic human hippocampus.
  • 著者名/発表者名: Ludanyi, A., Erass, L., Czirjak, s., Vajda, J., Halasz, P., Watanabe, M., Palkovits, M., Magloczky, Z., Freund, TF., Katona, I.
  • 雑誌名: J Neurosci (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzymatic machinery for endocannabinoid biosynthesis associated with calcium stores in glutamatergic axon terminals.
  • 著者名/発表者名: Nyilas, R., Dudok, B., Urban, GM., Mackie, K., Watanabe, M., Cravatt, BF., Freund, TF., Katona, I.
  • 雑誌名: J Neurosci (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] SK2 channel plasticity contributes to LTP at Shaffer collateral-CA1 synapses.
  • 著者名/発表者名: Lin, MT., Lujan, R., Watanabe, M., Adelman, JP., Maylie, J.
  • 雑誌名: Nature Neurosci. (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of FAK ablation on cerebellar foliation,Bergmann glia and climbing fiber territory on Purkinje cells.
  • 著者名/発表者名: Watanabe, F., Miyazaki, T., Takeuchi, T., Fukaya, M., Nomura, T., Noguchi, S., Mori, H., Sakimura, K., Watanabe, M., Mishina, M.
  • 雑誌名: Eur.J.Neurosci. (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] 登上線維プルキンエ細胞投射系による単一支配化への分子機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第113回日本解剖学会シンポジウム
  • 発表場所: 大分県・大分大学
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] Selective localization of NR3A subunit at climbing fiber-interneuron synapses in the cerebellum. (2007)
  • 著者名/発表者名: Masahiro, Fukaya., Masahiko, Watanabe.
  • 学会等名: Neuroscience 2007
  • 発表場所: San Diego, California.USA
  • 年月日: 20071103-07
• [学会発表] 小脳における登上線維-介在ニューロン間シナプス選択的に発現するNMDA受容体NR3Aサブユニットの分子解剖学的解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 深谷 昌弘、渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第53回東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 札幌・北海道医療大学
  • 年月日: 20070929-30
• [学会発表] バーグマングリアに発現するAMPA型グルタミン酸受容体の輸送様式 (2007)
  • 著者名/発表者名: 深谷昌弘、渡辺雅彦>
  • 学会等名: Neuro 2007 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜・パシフィコ横浜
  • 年月日: 20070910-12
• [学会発表] GLAST分子欠損マウスにおけるバーグマングリアの形態分化異常および形態学的登上線維多重支配 (2007)
  • 著者名/発表者名: 宮崎太輔, 田中光一, 渡辺雅彦
  • 学会等名: Neuro 2007 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜・パシフィコ横浜
  • 年月日: 20070910-12
• [学会発表] Mlムスカリン性アセチルコリン受容体は終脳の投射ニューロンに豊富に発現している (2007)
  • 著者名/発表者名: 山崎美和子、飯塚尭、渡辺雅彦
  • 学会等名: Neuro 2007 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜・パシフィコ横浜
  • 年月日: 20070910-12
• [学会発表] マウス終脳の特定の介在神経におけるPKC&alphaおよびPKC&gammaの細胞発現パターンの解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 三浦会里子, 窪田圭志, 渡辺雅彦
  • 学会等名: Neuro 2007 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜・パシフィコ横浜
  • 年月日: 20070910-12
• [学会発表] 線条体における2-アラキドノイルグリセロールを介した逆行性シグナル伝達に関与する分子の細胞内配置 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内ヶ島基政, 鳴島円, 深谷昌弘, Istvan Katona, 狩野方伸, 渡辺雅彦
  • 学会等名: Neuro 2007 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜・パシフィコ横浜
  • 年月日: 20070910-12
• [学会発表] Subcellular arrangement of molecules 2-arachidonlyl-glycerol-mediated retrograde signaling in the striatum. (2007)
  • 著者名/発表者名: Motokazu, Uchigashima., Madoka, Narushima., Masahiro, Fukaya., Istvan, Katona., Masanobu, Kano., Masahiko, Watanabe.
  • 学会等名: IBRO World Congress of Neuroscience
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20070712-17
• [学会発表] マウス線条体における内因性カンナビノイド2-アラキドノイルグリセロールを介した逆行性伝達抑制の分子機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内ヶ島基政, 渡辺雅彦
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会北海道支部会
  • 発表場所: 札幌・コンペンションセンター
  • 年月日: 2007-12-01
• [学会発表] 神経系における内在性カンナビノイドの分子解剖学 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 雅彦
  • 学会等名: 日本麻酔科学会北海道東北支部第55回北海道麻酔科学会
  • 発表場所: 札幌・北海道大学
  • 年月日: 2007-09-08
• [学会発表] 神経系における内在性カンナビノイドの合成・分解とその生理作用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第28回鎮痛薬・オピオイドペプチドシンポジウム
  • 発表場所: 札幌・札幌医大
  • 年月日: 2007-09-01