2020 年度研究成果報告書

セプチン欠損マウスの空間認知・弁別障害から未知のシナプス制御機構を解明する

研究課題

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研究課題/領域番号	18H02525
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分46010:神経科学一般関連
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)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	シナプス / 樹状突起棘 / 滑面小胞体 / セプチン / 長期記憶 / 長期増強 / 海馬
研究成果の概要	Sept3欠損マウスを多階層的に精査し、以下の知見を得た。系統的行動解析では空間文脈弁別課題のみ低成績であった。AAVベクター定位注入による発現・枯渇実験により、その責任領域を同定した。ssTEM法による3D形態計測ではシナプス分布密度やスパイン体積は正常であったが、滑面小胞体含有スパインが少なかった。この異常は初代培養顆粒細胞で再現された。培養顆粒細胞に後期長期増強を誘発するとシナプス拡大後のER伸展が再現された。さらに、SEPT3欠乏はシナプス拡大には影響せずER伸展を阻害したことから、顆粒細胞スパインへのER侵入は神経活動依存的かつSEPT3依存的であると結論づけた。
自由記述の分野	神経化学、分子神経生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	記憶の獲得・想起を司る海馬神経回路において、嗅内皮質から歯状回顆粒細胞に投射するシナプスの低い発火特性は入力情報のゲーティングに寄与する。顆粒細胞は成体における新生や、PTSDやうつなどへの関与も知られており、神経科学的にも臨床医学的にも重要なニューロンである。ヒトのSEPT3（重合性GTPase）遺伝子はヒトの知能と強く関連する22q11.3領域に存在し、顆粒細胞で高発現するが、生理機能は未知である。本研究において、Sept3欠損マウスの記憶固定化減弱を端緒として得られた一連の知見は、他のアプローチでは得難い記憶の分子メカニズムを解明しつつある。