小脳成熟に伴う登上線維支配様式の可塑性減少およびその臨界期の特定

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18700335
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 宮崎 太輔 北海道大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (90374230)
• キーワード: 小脳 / 登上線維 / 平行線維 / グルタミン酸受容体 / 神経標識法 / 遺伝子改変動物 / プルキンエ細胞

研究概要

小脳プルキンエ細胞(PC)は数十万本の平行線維(PF)と1本の登上線維(CF)による興奮性入力を受けている。幼若期のPCは複数のCFによる多重支配を受けているが、発達過程において余剰なCFは排除され、生後3週目までには一つのPCがただ1本のCFによって支配される単一支配が確立する。この単一支配化にはPFシナプスの活動が必須であることが明らかになっている。グルタミン酸受容体GluRδ2はPF-PCシナプス後部に特異的に発現し、発達期におけるPF-PCシナプスの安定化とCF-PC単一支配の確立に重要であることが知られている。近年、成体からの分子欠損誘導が可能な誘導型GluRδ2欠損マウスが作成され、 GluRδ2が成体においてPF-PCシナプスの維持に関与していることが示された。しかしCF-PC単一支配化の維持にGluRδ2が関与しているかどうかは未だ明らかにされていない。本研究課題では誘導型GluRδ2欠損マウスのCF-PC支配様式を、神経標識法および免疫組織化学法を用いて解析を行い、変異マウスについて以下の所見を得た。
(1)分子欠損誘導後8週からCF多重支配が認められ、 GluRδ2欠損領域でCF支配領域の拡大が認められた。
(2)分子欠損誘導後8週からtransverse branchと呼ばれるCF側枝が側方のPCに対して異所性支配を行い、CF-PC多重支配を引き起こしている様子が観察された。
以上の結果はGluRδ2がCF側枝による側方支配を抑制することで成体期におけるCF-PC単一支配の維持に関わっていることを強く示唆するものであった。

研究成果

• [雑誌論文] IQ-ArfGEF/BRAG1 is a guanine nucleotide exchange factor for Arf6 that interacts with PSD-95 at postsynaptic density of 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 H.
  • 雑誌名: Neurosci Res 60 ページ: 199-212
  • 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 GluRdelta2. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kakegawa W, Miyazaki T, EmiK, 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] Effects of FAK ablation on cerebellar foliation, Bergmann glia positioning 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.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 27 ページ: 836-854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cerebellar pathology in transgenic mice expressing the pseudorabies virusimmediate-early protein IE 180. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tomioka Y, Miyazaki T, Taharaguchi S, Yoshino S, Morimatsu M, Uede T, Ono E, Watanabe M.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca2+ permeability of the channel pore is not essential for the delta2 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 579 ページ: 729-735
  • 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] Abnormal 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 SY, 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
• [学会発表] グルタミン酸受容体GluRδ2は成体マウスにおける登上線維単一支配の維持に必須である (2008)
  • 著者名/発表者名: 宮崎 太輔・渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第113回解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 大分県・大分大学
  • 年月日: 20080327-29
• [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