競合的シナプス回路成熟の構造基盤と分子基盤

2008 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・医学研究科, 教授 (70210945)
• キーワード: 小脳 / シナプス / グルタミン酸トランスポーター / 発達 / 遺伝子改変動物 / 登上線維 / mGluR1 / プルキンエ細胞

研究概要

平成20年度は、次の2つの研究項目を実施した。
・グルタミン酸受容体mGluR1シグナル伝達系によるプルキンエ細胞シナプス回路発達制御
活動依存的な細胞内カルシウム放出を誘導するmGluR1伝達系のプルキンエ細胞シナプス回路発達における機能的役割を、mGluR1欠損マウスおよびPKCg欠損マウスを用いて、解剖学的および電気生理学的手法を用いて平行線維支配と登上線維支配の競合関係、登上線維支配様式の変化を検討した。その結果、生後第2週までの余剰な登上線維による細胞体支配は野性型および欠損マウスの両者に認められたが、それ以後野性型では一本の優勢な登上線維のみが樹状突起に伸展し他の劣勢な線維は除去されたが、欠損マウスでは劣勢な登上線維も細胞体から樹状突起へと伸展して多重支配が残存することが判明した。これと平行して、欠損マウスでは優勢な登上線維の伝達物質放出機能の増強が悪いことも判明した。
・グルタミン酸トランスポーターによるプルキンエ細胞シナプス回路発達制御
バーグマングリアに豊富なグルタミン酸トランスポーターGLAST欠損成体マウスに発生する登上線維の多重支配の形態学的異常を、発生過程における刈込み障害によるものか、正常な刈込み後に生じるものかを、神経解剖学的および電気生理学的に検討した。その結果、シナプス形成期である生後第3週を過ぎてから、欠損マウスにおいてグリアによるシナプス被いに障害が現れ、これと平行して登上線維による多重支配が増悪していくことが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] Type 1 cannabinoid receptor (CB1)-containing axons innervate the hypophysiotropic thyrotropin-releasing hormone-synthesizing neurons (2009)
  • 著者名/発表者名: Deli L, Wittmann G, Kallo I, Lechan RM, Watanabe M, Liposits Z, Fekete C
  • 雑誌名: Endocrinology (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] The endocannabinoid system is modulated in response to spinal cord injury in rats (2009)
  • 著者名/発表者名: Garcia-Ovejero D, Arevalo-Martin A, Petrosino S, Docagne F, Hagen C, Bisogno T, Watanabe M, Guaza C, Di Marzo M, Molina-Holgado E
  • 雑誌名: Neurobiol. Disease (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] CB1 cannabinoid receptor-dependent and -independent inhibition of depolarization-induced calcium influx in oligodendrocytes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mato S, Alberdi E, Ledent C, Watanabe M, Matute C
  • 雑誌名: Glia (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] The postsynaptic density protein, IQ-ArfGEF/BRAG1, can interact with IRSp53 through its proline-rich sequence (2009)
  • 著者名/発表者名: Sanda M, Kamata A, Katsumata O, Fukunaga K, Watanabe M, Kondo K, Sakaaami H
  • 雑誌名: Brain Res (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impaired neurogenesis in embryonic spinal cord of Phgdh knockout mice, aserine deficiency disorder model (2009)
  • 著者名/発表者名: Kawakami Y, Yoshida K, Hoon Yang J, Azuma N, Tanaka H, Sakai K, Hashikawa T, Watanabe M, Kuhara S, Hirabayashi Y, Furuya S
  • 雑誌名: Neurosci. Res (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neurokinin 1 receptor-expressing projection neurons in laminae III and IV of the rat spinal cord have synaptic AMPA receptors that contain GluR2, GluR3 and GluR4 subunits (2009)
  • 著者名/発表者名: Todd AJ, Polgar E, Yasaka T, Bailey MES, Watt C, Watanabe M
  • 雑誌名: Eur J Neurosci (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] PSD-95 uncouples dopamine-glutamate interaction in the D1/PSD-95/NMDA receptor complex (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhang J, Xu T, Hallett PJ, Watanabe M, Grant SGN, Isacson O, Yao W-D
  • 雑誌名: J. Neurosci (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cbln1 binds to specific postsynaptic sites at parallel fiber-Purkinje cell synaoses in the cerebellum (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsuda K, Kondo T, Iijima T, Matsuda S, Watanabe M, Yuzaki M
  • 雑誌名: Eur J Neurosci (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ablation of NMDA receptors enhances the excitability of hippocampal CA3 neurons (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukushima, F., Nakao, K., Shinoe, T., Fukaya, M., Muramatsu S, Sakimura, K., Kataoka, H., Mori, H., Watanabe, M., Manabe, T., Mishina, M
  • 雑誌名: ProS ONE 4 ページ: e3993
  • 査読あり
• [雑誌論文] The N-terminal domain of GluRδ2 recruits presynaptic terminals and regulates synaptogenesis in the cerebellum in vivo (2009)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa W, Miyazaki T, Kohda K, Matsuda K, Emi K, Motohashi J, Watanabe M, Yuzaki M
  • 雑誌名: J. Neurosci (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Downregulation of the CB1 cannabinoid receptor and related molecular elements of the endocannabinoid system in epileptic human hippocampus. (2008)
  • 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 28 ページ: 2976-2990
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple substrates for synaptic cannabinoid signaling in dopaminergic and non-dopaminergic neurons of the ventral tegmental area (2008)
  • 著者名/発表者名: Matvas 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] Differential regulation of synaptic plasticity and cerebellar motor learning by the C-terminal PDZ-binding motif of GluRδ2 (2008)
  • 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 28 ページ: 1460-1468
  • 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 excitatory synapses (2008)
  • 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 60 ページ: 199-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzymatic machinery for endocannabinoid biosynthesis associated with calcium stores in glutamatergic axon terminals (2008)
  • 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 28 ページ: 1058-1063
  • 査読あり
• [雑誌論文] SK2 channel plasticity contributes to LTP at Shaffer collateral-CA1 synapses (2008)
  • 著者名/発表者名: Lin MT, Luian R, Watanabe M, Adelman JP, Maylie J
  • 雑誌名: Nature Neurosci 11 ページ: 170-177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of FAK ablation on cerebellar foliation, Bergmann glia and climbing fiber territory on Purkinje cells (2008)
  • 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(Correspondinq author)
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci 27 ページ: 836-854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of AMPA receptor subunits at synapses in laminae I-III of the rodent spinal dorsal horn (2008)
  • 著者名/発表者名: Polgar E. Watanabe M, Hartmann B,Grant SGN, Todd TA
  • 雑誌名: Mol Pain(on-line journal) 4 ページ: 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cerebellar pathology in transgenic mice expressing the pseudorabies virus immediate-early protein IE180 (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomioka Y, Miyazaki M,Taharaguchi S, Yoshino S, Morimatsu M. Uede T, Ono E, Watanabe M(Corresponding author)
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci 27 ページ: 2115-2132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the internal Shank-binding segment of glutamate receptor δ2 in synaptic localization and cerebellar functions (2008)
  • 著者名/発表者名: Yasumura M, Uemura T, Yamasaki M,Sakimura K, Watanabe M, Mishina M
  • 雑誌名: Neurosci Lett 433 ページ: 146-151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accumulation of AMPA receptors in autophagosomes in neuronal axons lacking adaptor protein AP4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsuda S, Miura E, Matsuda K, Kakegawa W, Kohda K, Watanabe M, Yuzaki M
  • 雑誌名: Neuron 57 ページ: 730-745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional contributions of synaptically localized NR2B subunits of the NMDA receptor to synaptic transmission and long-term potentiation in the adultmouse CNS. (2008)
  • 著者名/発表者名: Miwa H, Fukaya M, Watabe AM, Watanabe M. Manabe T
  • 雑誌名: J. Physiol 586(10) ページ: 2539-2550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell type-specific subunit composition of G-protein-gated potassium channels in the cerebellum (2008)
  • 著者名/発表者名: Aguado C, Colon J, Ciruela F,Schlaudraff F, Cabariero MJ, Perry C, Watanabe M, Liss B, Wickman K,Lujan R
  • 雑誌名: J Neurochem 105 ページ: 497-511
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glutamate transporters regulate lesion-induced period plasticity in the developing somatosensory cortex (2008)
  • 著者名/発表者名: Takasaki C, Okada R, Mitani A, Fukaya, M., Yamasaki M, Fujihara Y, Shirakawa T, Tanaka K, Watanabe M.(Corresponding author)
  • 雑誌名: J. Neurosci 28 ページ: 4995-5006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual coupling of T-type Ca2+ channels shapes sleep-related oscillations in thalamic dendrites (2008)
  • 著者名/発表者名: Cueni L, Canepari M, Lujan R, Watanabe M, Bond CT, Adelman JP, Luthi A
  • 雑誌名: Nature Neurosci 11 ページ: 683-692
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synapse formation and clustering of neuroligin-2 in the absence of GABAA receptors (2008)
  • 著者名/発表者名: Patrizi A, Scelfo B, Viltono L, Briatore F, Fukaya M, Watanabe M, Strata P, Varoqueaux F, Brose N, Fritschy JM, Sassoe-Pognetto M
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105(35) ページ: 13151-13156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloning and characterization of E-dlg, a novel splice variant of mouse homologue of the Drosophila discs large tumor suppressor binds preferentially to SAP102 (2008)
  • 著者名/発表者名: Mao P, Tao Y-X, Fukaya M, Li D, Tao T, Watanabe M, Johns RA
  • 雑誌名: IUBMB (International Union of Biochemistry and Molecular Biology) Life 60 ページ: 684-692
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cbln1 Regulates Rapid Formation and Maintenance of Excitatory Synapses in Mature Cerebellar Purkinje Cells in vitro and in vivo (2008)
  • 著者名/発表者名: Ito-Ishida A, Miura E, Emi K, Matsuda K, lijima K, Narumi S, Kondo T, Kohda K, Watanabe M, Yuzaki M
  • 雑誌名: J. Neurosci 28 ページ: 5920-5930
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-Ethylmaleimide-sensitive fusion protein (NSF) is involved in central sensitization in the spinal cord through GluR2 subunit composition switch after infla mmation (2008)
  • 著者名/発表者名: Katano T, Furue H, Okuda-Ashitaka E, Tagaya M, Watanabe M, Yoshimura M, Ito S
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci 27 ページ: 3161-3170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced cerebellar LTD induction and OKR adaptation in mice lacking delphilin (2008)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T., Ohtsuki, G., Yoshida, T., Fukaya, M., Wainai, T., Yamashita M, Yamazaki Y, Mori, M., Sakimura, K., Kawamoto, S., Watanabe, M., Hirano, T., Mishina, M.
  • 雑誌名: PLoS One(on-line journal) 3(5) ページ: e2297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spinocerebellar ataxia type 6 knock-in mice develop a progressive neuronal dysfunction with age-dependent accumulation of mutant Cav2.1 channels (2008)
  • 著者名/発表者名: Watase K, Barrett CF, Miyazaki T, Ishiguro T, Ishikawa K, Hu Y, Unno T, Sun Y, Kasai S, Watanabe M, Gomez CM, Mizusawa H, Tsien RW, Zoghbi HY
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 ページ: 11987-11992
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use-dependent amplification of presynaptic Ca^<2+> signaling by axonal ryanodine receptors at the hippocampal mossy fiber synapse. (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimizu H, Fukaya M, Yamasaki M, Watanabe M, Manabe T, Kamiya H
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 ページ: 11998-12003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peripheral, but not central, CB1 antagonism provides food intake-independent metabolic benefits in diet-induced obese rats (2008)
  • 著者名/発表者名: Nogueiras R, Veyrat-Durebex C, Suchanek PM, Klein M, Tschop J, Caldwell C, Woods SC, Wittmann G, Watanabe M, Liposits Z, Fekete C, Reizes O, Rohner-Jeanrenaud F, Tschop MH
  • 雑誌名: Diabetes 57 ページ: 2977-2991
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and possible role of creatine transporter in the brain and at the blood-cerebrospinal fluid barrier as a transporting protein of guanidinoacetate, an endogenous convulsant (2008)
  • 著者名/発表者名: Tachikawa M, Fujinawa J, Takahashi M, Kasai Y, Fukaya M, Sakai K, Yamazaki M, Tomi M, Watanabe M, Sakimura K, Terasaki T, Hosoya K
  • 雑誌名: J. Neurochem 107 ページ: 768-778
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of Hrs in the central nervous system causes accumulation of ubiquitinated proteins and neurodegeneration (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamai K, Tanaka N, Toyoshima M, Yamamoto N, Owada Y, Kiyonari H, Ueno Y, Ono M, Shimosegawa T, Watanabe M, Sugamura K
  • 雑誌名: Am. J. Pathol 173 ページ: 1806-1817
  • 査読あり
• [雑誌論文] Predominant expression of phospholipase Cβ1 in telencephalic principal neurons and cerebellar interneurons, and its close allocation with related signaling molecules in somatodendritic neuronal elements (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukaya M, Uchigashima M, Nomura S, Hasegawa Y, Kikuchi H, Watanabe M(Corresponding author)
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 28 ページ: 1744-1759
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phospholipase Cβ3 in mouse and human dorsal root ganglia and spinal cord is a possible target for treatment of neuropathic pain (2008)
  • 著者名/発表者名: Shi TJ, Liu SX, Hammarberg H, Watanabe M, Xu ZQ, Hokfelt T
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 ページ: 20004-20008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Left-right asymmetry of the hippocampal synapses with different subunit allocation of glutamate receptors (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinohara Y, Hirase H, Watanabe M, Itakura M, Takahashi M, Shiqemoto R
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 ページ: 19498-19503
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large projection neurons in lamina l of the rat spinal cord that lack the neurokinin 1 receptor are densely innervated by VGLUT2-containing axons and possess GluR4-containing AMPA receptors (2008)
  • 著者名/発表者名: Polgar E, Al-Khater K, Shehab S, Watanabe M. Todd AJ
  • 雑誌名: J. Neurosci 28 ページ: 13150-13160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase β accumulates on the perisynaptic site of medium spiny neurons in the striatum (2008)
  • 著者名/発表者名: Hozumi Y, Fukaya M, Adachi N, Saito N, Otani K, Kondo H, Watanabe M, Goto K
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 28 ページ: 2409-2422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cbln1 accumulates and colocalizes with Cbln3 and GluRδ2 at parallel fiber-Purkinje cell synapses in the mouse cerebellum (2008)
  • 著者名/発表者名: Miura E, Matsuda K, Morgan JI, Yuzaki M, Watanabe M (Corresponding author)
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 29 ページ: 693-706
  • 査読あり
• [学会発表] マウス小脳および海馬におけるセクレトグラニンII(SgII)の局在様式 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮崎太輔・渡辺雅彦
  • 学会等名: 第114回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 20090328-30
• [学会発表] M1受容体を介するコリン作動性神経の伝達様式とシナプス伝達調節機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎美和子, 渡辺雅彦
  • 学会等名: 第114回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 20090328-30
• [学会発表] マウス歯状回における2-アラキドノイルグリセロールを介した逆行性伝達抑制機構に関与する分子の免疫組織化学的分布 (2009)
  • 著者名/発表者名: 内ヶ島基政・渡辺雅彦
  • 学会等名: 第114回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 20090328-30
• [学会発表] マウス小脳ピンスーにおける化学的シナプス伝達機構の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩倉淳, 渡辺雅彦
  • 学会等名: 第114回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 20090328-30
• [学会発表] 成体マウス大脳皮質におけるニューロン周囲オリゴデンドロサイトの化学的特性の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高崎千尋・内ヶ島基政・渡辺雅彦
  • 学会等名: 第114回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 20090328-30
• [学会発表] GLASTはバーグマングリアの形態分化および登上線維単一支配の維持に必要である (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮崎太輔, 渡辺雅彦
  • 学会等名: 日本解剖学会第54回東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 市民プラザ・ビッグアイ(郡山市)
  • 年月日: 20080906-07
• [学会発表] M1アセチルコリン受容体はマウスの大脳皮質・海馬の投射ニューロンに豊富に発現している (2008)
  • 著者名/発表者名: 山崎美和子, 渡辺雅彦
  • 学会等名: 日本解剖学会第54回東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 市民プラザ・ビッグアイ(郡山市)
  • 年月日: 20080906-07
• [学会発表] Preferential localization of muscarinic M1 receptor in spines and thin dendrites of cortical principal neurons and its anatomical evidence for volume transmission (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki M, Watanabe M.
  • 学会等名: 6^<th> FENS Forum of Europian Neuroscience
  • 発表場所: The Ceneva Palexpo Conference Center, Geneva, Switzerland
  • 年月日: 20080712-16
• [学会発表] Distinct cellular and subcellular expression of calcineurins in the mouse cerebellum (2008)
  • 著者名/発表者名: Miura E, Watanabe M.
  • 学会等名: 6^<th> FENS Forum of Europian Neuroscience
  • 発表場所: The Ceneva Palexpo Conference Center, Geneva, Switzerland
  • 年月日: 20080712-16
• [学会発表] Monoacylglycerol lipase is expressed not only in presynaptic terminals, butalso in astrocytes in the mouse forebrain (2008)
  • 著者名/発表者名: Uchigashima M, Watanabe M.
  • 学会等名: 6^<th> FENS Forum of Europian Neuroscience
  • 発表場所: The Ceneva Palexpo Conference Center, Geneva, Switzerland
  • 年月日: 20080712-16
• [学会発表] Glutamate transporters magnify critical period plasticity in developing somatosensory cortex (2008)
  • 著者名/発表者名: Takasaki C, Okada R, Mitani A, Fukaya M, Hujihara Y, Shirakawa T, Kouichi Tanaka K, Watanabe M.
  • 学会等名: 6^<th> FENS Forum of Europian Neuroscience
  • 発表場所: The Ceneva Palexpo Conference Center, Geneva, Switzerland
  • 年月日: 20080712-16
• [学会発表] マウス小脳におけるプルキンエ細胞のPKCγバンド状発現 (2008)
  • 著者名/発表者名: 江本美穂, 渡辺雅彦
  • 学会等名: Neuro 2008第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 20080709-11
• [学会発表] GLAST is essential for the maintenance of climbing fiber monoinnervation through preventing local ectopic innervations to neighbouring and remote Purkinje cells and promoting cytological differentiation of Bergmann glia (2008)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki T, Yamasaki M, Kouichi Tanaka K, Watanabe M.
  • 学会等名: 6^<th> FENS Forum of Europian Neuroscience
  • 発表場所: The Ceneva Palexpo Conference Center, Geneva, Switzerland
  • 年月日: 20080702-16
• [学会発表] マウス小脳ピンスーにおける化学的シナプス伝達機構の形態学的検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩倉淳, 渡辺雅彦
  • 学会等名: 2008年日本顕微鏡学会北海道支部会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2008-12-01