脳梁膨大後皮質におけるグルタミン酸受容体GluD2の局在および機能解析

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K06813
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 今野 幸太郎 北海道大学, 医学研究院, 助教 (20599641)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: グルタミン酸受容体 / 脳梁膨大後皮質

研究実績の概要

デルタ型グルタミン酸受容体GluD2はこれまでの小脳の解析から神経回路基盤構築に重要な役割を担っていることが報告されているが、小脳外領域における詳細な局在やその機能は不明である。近年申請者らは高感度検出系の免疫組織化学的手法を用いて脳内のGluD2分布を検討した結果、小脳外では脳梁膨大後皮質に豊富に局在することを見いだした。脳梁膨大後皮質は視床前核や海馬と密に連絡しており、齧歯類やヒトの研究から脳梁膨大後皮質を含む神経回路は空間記憶学習に深く関わることが報告されている。そこで神経解剖学的手法を用いて脳梁膨大後皮質におけるGluD2 mRNAの発現細胞の同定、タンパク局在、およびリガンドであるCbln1との関連性を検討した。脳梁膨大後皮質においてGluD2はグルタミン酸作動性神経に発現が強くGABA作動性介在細胞には弱いといった発現特性が認められた。続いてGluD2タンパクの局在を光顕および電顕レベルで確認したところ、GluD2は視床前腹側核由来のグルタミン酸作動性神経終末と脳梁膨大後皮質神経細胞間の興奮性シナプス後部に選択的に局在することを明らかにした。脳梁膨大後皮質に投射する視床前腹側核にCbln1 mRNAの発現が認められた。さらにGluD2遺伝子欠損マウスおよびCbln1遺伝子欠損マウスにおいて視床前腹側核由来グルタミン酸作動性神経終末は野生型と比較し有意に減少していた。以上の結果から、脳梁膨大後皮質におけるGluD2は細胞種選択的に発現し、入力選択的に局在することが明らかとなり、Cbln1を介して神経回路基盤構築に関与していることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] A comparative analysis of kainate receptor GluK2 and GluK5 knockout mice in a pure genetic background (2021)
  • 著者名/発表者名: Iida I, Konno K, Natsume R, Abe M, Watanabe M, Sakimura K, Terunuma M.
  • 雑誌名: Behav Brain Res . 巻: 405 ページ: 113194
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2021.113194
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rats deficient in the GAD65 isoform exhibit epilepsy and premature lethality (2021)
  • 著者名/発表者名: Kakizaki T, Ohshiro T, Itakura M, Konno K, Watanabe M, Mushiake H, Yanagawa Y.
  • 雑誌名: FASEB J . 巻: 35 ページ: e21224
  • DOI: 10.1096/fj.202001935R.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific Neuroligin3-αNeurexin1 signaling regulates GABAergic synaptic function in mouse hippocampus (2020)
  • 著者名/発表者名: Uchigashima M, Konno K, Demchak E, Cheung A, Watanabe T, Keener DG, Abe M, Le T, Sakimura K, Sasaoka T, Uemura T, Imamura Kawasawa Y, Watanabe M, Futai K.
  • 雑誌名: Elife 巻: 9 ページ: e59545
  • DOI: 10.7554/eLife.59545.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] FTY720 Attenuates Neuropathic Pain after Spinal Cord Injury by Decreasing Systemic and Local Inflammation in a Rat Spinal Cord Compression Model (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki K, Kawabori M, Seki T, Takamiya S, Tateno T, Konno K, Watanabe M, Houkin K.
  • 雑誌名: J Neurotrauma . 巻: 37 ページ: 1720 1728
  • DOI: 10.1089/neu.2019.6905.
  • 査読あり
• [学会発表] Expression mapping of GluD1 and GluD2 glutamate receptors in adult mouse brain (2020)
  • 著者名/発表者名: Kohtarou Konno, Taisuke Miyazaki, Miwako Yamasaki, Kenji Sakimura, and Masahiko Watanabe
  • 学会等名: 第43回日本神経科学学会