グルタミン酸シグナル伝達機構によるマウス体性感覚野バレルの臨界期発達

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17300108
• 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: グルタミン酸 / 受容体 / バレル / 可塑性 / 臨界期

研究概要

本研究では、遺伝子改変マウスを用いて、大脳皮質体性感覚野における臨界期の時間特性と可塑性振幅を制御する分子機構の解明を目的とする。特に、シナプス回路発達の最も重要な鍵を握っているNMDA型グルタミン酸受容体で発達段階の主要な発現サブユニットであるGluRε2とGluRε4と、大脳皮質の主要なグルタミン酸トランスポーターであるGLTlとGLASTに焦点を当て、これらの欠損マウスにおける臨界期の開始/終了時期と臨界期可塑性の振幅について検討した。
その結果、野生型マウスに比べ、NMDA受容体GluRε1遺伝子を1個欠くヘテロマウスではバレルの出現と臨界期の終了時期がともに1日遅れ、GluRε4遺伝子を完全に欠失するホモマウスでは1日速まっていることが判明した。一方、C列触覚毛除去による臨界期可塑性の振幅は変化しなかった。一方、GLT1欠損マウスとGLAST欠損マウスでは、バレルの出現時期や臨界期の終了時期に違いは見られなかったが、C列触覚毛除去後のC列バレルの縮小率とB/Dバレルの拡大率が共に縮小し臨界期可塑性振幅が減少していた。これらの結果から、NMDA受容体はバレルの形成発達の時間的制御に関与し、グルタミン酸トランスポーターは活動依存的な臨界期可塑性振幅の制御に中心的な役割を果たしていることを示している。従って、両者の分子機構が揃うことにより、競合的なシナプス回路の臨界期発達が正常に行われることを物語っている。

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. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phospholipase Cβ3 is distributed in both somatodendritic and axonal compartments and localized around perisynapse and smooth endoplasmic reticulum in mouse 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. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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: J. Neurobiol. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ca^<2+> permeability of the channel pore is not essential for the δ2 glutamate 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. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Number and density of AMPA receptors in individual synapses in the cerebellum as revealed by SDS-digested freeze-fracture replical 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. (in press)
• [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, (in press)
• [雑誌論文] Complementary stripes of phospholipase Cβ3 and Cβ4 expression by Purkinje cell subsets in the mouse cerebellum. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sarna JT, Marzban H, Watanabe M, Hawkes R
  • 雑誌名: J. Comp. Neurol. 496 ページ: 303-313
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Impaired cerebellar functions in mutant mice lacking DNER. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tohgo A, Eiraku M, Miyazaki T, Miura E, Ono K, Kawaguchi S, Nishi M, Watanabe M, Hirano T, Kengaku M, Takeshima H
  • 雑誌名: Mol. Cell. Neurosci. 31 ページ: 326-333
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Improved methods for ultracryotomy of CNS tissue for ultrastructural and immunogold analyses. (2006)
  • 著者名/発表者名: Akagi T, Ishida K, Hanasaka T, Hayashi S, Watanabe M, Hashikawa T, Tohoyama K
  • 雑誌名: J Neurosci. Methods 153 ページ: 276-282
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The CB1 cannabinoid receptor is the major cannabinoid receptor at excitatory presynaptic site in the hippocampus and cerebellum. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Y, Fukaya M, Maejima T, Yoshida T, Miura E, Watanabe M, Ohno-Shosaku T, Kano M
  • 雑誌名: J. Neurosci. 26 ページ: 2991-3001
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression and distribution of JNK/SAPK-associated scaffold protein JSAP1 in developing and adult mouse brain. (2006)
  • 著者名/発表者名: Miura E, Fukaya M, Sato T, Sugihara K, Asano M, Yoshioka K, Watanabe M (Corresponding author)
  • 雑誌名: J. Neurochem. 97 ページ: 1431-1446
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase ζ is involved in the process of cerebral infarction. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakano T, Hozumi Y, Ali H, Saino-Saito S, Kamii H, Sato S, Kayama T, Watanabe M, Kondo H, Goto K
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 23 ページ: 1427-1435
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Localization of diacylglycerol lipase-α around postsynaptic spine suggests close proximity between production site of an endocannabinoid, 2-arachidonoyl-glycerol, and presynaptic cannabinoid CB1 receptor. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshida T, Fukaya M, Uchigashima M, Kamiya H, Kano M, Watanabe M (Corresponding author)
  • 雑誌名: J. Neurosci. 26 ページ: 4740-4751
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phenotyping of sensory and sympathetic ganglion neurons of a galanin-overexpressing mouse-Possible implications for pain processing. (2006)
  • 著者名/発表者名: Brumovsky PR, Hygge-Brakeman K, Villar MJ, Watanabe M, Wiesenfeld-Hallin Z, Hokfelt T
  • 雑誌名: J. Chem. Neuroanat. 31 ページ: 243-262
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gene expression and localization of diacylglycerol kinase isozymes in the rat spinal cord and dorsal root ganglia. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sasaki H, Hozumi Y, Hasegawa H, Ito T, Takagi M, Ogino T, Watanabe M, Goto K
  • 雑誌名: Cell Tissue Res. 326 ページ: 35-42
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functional uncoupling between Ca^<2+> release and afterhyperpolarization in mutant hippocampal neurons lacking junctophilins. (2006)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi S, Nishi M, Komazaki S, Sakagami H, Miyazaki T, Masumiya H, Saito S, Watanabe M, Kondo H, Yawo H, Fukunaga K, Takeshima H
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103 ページ: 10811-10816
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Disturbance of cerebellar synaptic maturation in mutant mice lacking BSRPs, a novel brain-specific receptor-like protein family. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kume H, Tohgo A, Kaneko I, Kondo H, Fukunaga K, Kano M, Watanabe M, Takeshima H
  • 雑誌名: FEBS Lett. 580 ページ: 4057-4064
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Depolarization-induced suppression of inhibition mediated by endocannabinoid at synapses from fast-spiking interneurons to medium spiny neurons in the striatum. (2006)
  • 著者名/発表者名: Narushima M, Uchigashima M, Hashimoto K, Watanabe M, Kano M
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 24 ページ: 2246-2252
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ATP-binding cassette transporter G2 mediates the efflux of phototoxins on the luminal membrane of retinal capillary endothelial cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Asashima T, Hori S, Ohtsuki S, Tachikawa M, Watanabe M, Mukai C, Kitagaki S, Miyakoshi N, Terasaki T
  • 雑誌名: Pharmacol. Res. 23 ページ: 1235-1242
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Tonic enhancement of endocannabinoid-mediated retrograde suppression of inhibition by cholinergic interneuron activity in the striatum. (2006)
  • 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
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of RNA interference of Atg4B on the limited proteolysis of LC3 in PC 12 cells an expression of Atg4B in various rat tissues. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura K, Shibata M, Koike M, Gotoh K, Fukaya M, Watanabe M, Uchiyama Y
  • 雑誌名: Autophagy 2 ページ: 200-208
• [雑誌論文] NR2B tyrosine phosphorylation modulates fear learning as well as amygdaloid synaptic plasticity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa T, Komai S, Watabe AM, Kiyama Y, Fukaya M, Aroma-Yoshida F, Hooray R, Suds K, Ebine K, Delawary M, Goto J, Umemori H, Tezuka T, Iwakura Y, Watanabe M, Yamamoto T, Manabe T
  • 雑誌名: EMBO J. 25 ページ: 2867-2877
• [雑誌論文] Distinct expression of Cbln family mRNAs in developing and adult mouse brains. (2006)
  • 著者名/発表者名: Miura E, Iijima T, Yuzaki M, Watanabe M(Corresponding author)
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 24 ページ: 750-760
• [雑誌論文] Abundant distribution of TARP γ-8 in synaptic and extrasynaptic surface of hippocampal neurons and its major role in AMPA receptor expression on spines and dendrites. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukaya M, Tsujita M, Yamazaki M, Kushiya E, Abe M, Akashi K, Natsume R, Kano M, Kamiya H, Watanabe M, Sakimura K(Corresponding author)
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 24 ページ: 2177-2190
• [雑誌論文] Indispensability of glutamate transporter CLAST and GLT1 to brain development. (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsugami TR, Tanemura K, Mieda M, Nakatomi R, Yamada K, Kondo K, Ogawa M, Obata K, Watanabe M, Hashikawa T, Tanaka K
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad, Sci. USA 103 ページ: 12161-12166