活動依存的カルシウム流入による競合的シナプス回路発達の共通原理の解明

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19100005
• 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)
• 研究分担者: 狩野 方伸 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40185963) ; 崎村 建司 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40162325) ; 饗場 篤 神戸大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (20271116) ; 深谷 昌弘 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教 (10360900) ; 宮崎 太輔 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教 (90374230)
• キーワード: シナプス / 脳 / 発達 / 小脳 / 大脳皮質

研究概要

1) CNB1のfloxマウスの作成と細胞特異的Creマウスとの交配
カルシニューリンはカルシウム依存性の脱リン酸化酵素で、触媒サブユニットCNAと制御サブユニットCNBからなるヘテロダイマーとして機能する。脳ではCNAαCNAβCNB1のみが発現しているため、CNB1の遺伝子欠失により脳におけるカルシニューリン活性をほぼ完全に消失させることができる。しかし、null型欠損CNB1マウスは致死的であり、神経回路の発達や機能解析には条件的CNB1欠損マウスが不可欠である。平成19年度の研究では、分担者である新潟大学の崎村教授と共同して、カルシウム結合に必須なEFハンドをコードするCNB1遺伝子の第3エクソンと第4エクソンをloxP配列で挟んだfloxマウスを作成した。さらに、崎村教授と神戸大学の饗場教授と共同して、プルキンエ細胞特異的Creマウスと大脳皮質特異的Creマウスと交配することにより、細胞特異的ノックアウトマウスの作製に成功した。今後、このノックアウトマウスを使って、小脳と大脳皮質におけるシナプス回路における分子機能を追求する。
2) CaMKIIα,CaMKIIβ,CNB1の特異抗体作成
CaMKIIおよびカルシニューリンの脳内分布解析に必要なポリクローナル抗体作成を行った。イムノブロットで検討した結果、CaMKIIβ、CNB1、CNAαCNAβ.に対する特異抗体を得ることができた。今後、これを用いて小脳と大脳皮質でのカルシニューリンの分布を検討する。

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. 296 ページ: 177-184
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tonic enhancement of endocannabinoid-mediated retrograde suppression of inhibition by cholinergic interneuron activity in the striatum. (2007)
  • 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
  • 査読あり
• [雑誌論文] Number and density of AMPA receptors in individual synapses in the cerebellum as revealed by SDS-digested freeze-fracture replica 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. 27 ページ: 2135-2144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phospholipase CB3 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. 25 ページ: 659-672
  • 査読あり
• [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: Dev. Neurobiol. 67 ページ: 909-923
  • 査読あり
• [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. 25 ページ: 1049-1057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca^<2+> permeability of the channel pore is not essential for the 〓2 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.(London) 579 ページ: 729-735
  • 査読あり
• [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. 28 ページ: 61-69
  • 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] Phospholipase C〓4 expression reveals the continuity of cerebellar topography through development. (2007)
  • 著者名/発表者名: Marzban, H., Chung, S., Watanabe, M., Hawkes, R.
  • 雑誌名: J. Comp. Neurol. 502 ページ: 857-871
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of extracellular signal-regulated kinase in neurokinin 1 receptor-expressing neurons in laminae III and IV of the rat spinal dorsal horn following noxious stimulation. (2007)
  • 著者名/発表者名: Polgar E, Campbell AD, MacIntyre LM, Watanabe M, Todd AJ
  • 雑誌名: Mol. Pain 3 ページ: 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subcellular arrangement of molecules for 2-arachidonoyl-glycerol-mediated retrograde signaling and its physiological contribution to synaptic modulation in the striatum. (2007)
  • 著者名/発表者名: Uchigashima M, Narushima M, Fukaya M, Katona I, Kano M, Watanabe M
  • 雑誌名: J. Neurosci., 27 ページ: 363-3676
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of type 1 cannabinoid receptor (CB1) immunoreactive axons in the mouse hypothalamus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Wittmann, G., Deli, L., Kallo, I., Hraboviszky, E., Watanabe, M., Loposits, Z., Fekete, C.
  • 雑誌名: J. Comp. Neurol. 503 ページ: 270-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of the vesicular glutamate trasporters-1 and -2 in adult mouse dorsal root ganglia and spinal cord and their regulation by nerve injury. (2007)
  • 著者名/発表者名: Brumovsky P, Watanabe M, Hokfelt T
  • 雑誌名: Neuroscience 147 ページ: 469-490
  • 査読あり
• [雑誌論文] CD3 and IgG Fc receptor regulate cerebellar functions. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K., Hirai, H., Torashima T., Miyazaki, T., Tsurui, H., Xiu, Y., Ohtsuji, M., Lin, Q. S., Tsukamoto, K., Nishimura, H., Ono, M., Watanabe, M., Hirose, S.
  • 雑誌名: Mol. Cell Biol. 27 ページ: 5128-5134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence against GABA release from glutamatergic mossy fiber terminals in the developing hippocampus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Uchigashima M, Fukaya M, Watanabe M, Kamiya H
  • 雑誌名: J. Neurosci. 27 ページ: 8088-8100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the sites of 2-arachidonoylglycerol synthesis and action imply retrograde endocannabinoid signaling at both GABAergic and glutamatergic synapses in the ventral tegmental area. (2007)
  • 著者名/発表者名: Matyas 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] Genetic ablation of NMDA receptor subunit NR3B in mouse reveals motoneuronal and non-motoneuronal phenotypes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Niemann S, Kanki H, Fukui Y, Takao K, Fukaya M, Hynynen MN, Churchill MJ, Shefner JM, Bronson RT, Watanabe M, Brown Jr R, Miyakawa T, Itohara S, Hayashi Y
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 26 ページ: 1407-1420
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of nitric ocide in depolarization-induced suppression of inhibition in hippocampal pyramidal cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Makara JK, Katona I, Nyiri G, Nemeth B, Watanabe M, Vente J de, Freund TF, Hajos N
  • 雑誌名: J. Neurosci. 27 ページ: 10211-10222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aberrant membranes and double-membrane structures accumulate in the axons of Atg5-null Purkinje cells before neuronal death. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama J, Miura E, Mizushima N, Watanabe M, Yuzak M
  • 雑誌名: Autophagy 3 ページ: 591-596
  • 査読あり
• [雑誌論文] Axonal motility and its modulation by activity are branch-type specific in the intact adult cerebellum. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama H, Fukaya M, Watanabe M, Linden D
  • 雑誌名: Neuron 56 ページ: 472-487
  • 査読あり
• [雑誌論文] Altered 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 S, 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
• [雑誌論文] Regulation of long-term depression and climbing fiber territory by GluRe2 at parallel fiber synapses through its cariboxyl terminal domain in cerebellar Purkinje cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Uemura T, Kakizawa T, Yamasaki M, Sakimura K, Watanabe M, Iino M, Mishina M.
  • 雑誌名: J Neurosci 27 ページ: 12096-12108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early postnatal stress affects the serotonergic function in the median raphe nuclei of adult rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Konno, K., Matsumoto, M., Togashi, H., Yamaguchi, T., Izumi, T., Watanabe, M., Iwanaga, T., Yoshioka, M.
  • 雑誌名: Brain Res. 1172 ページ: 60-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] RGS2 modulates GABAB receptor-GIRK channel coupling in dopamine neurons of the ventral tegmental area. (2007)
  • 著者名/発表者名: Labouebe G, Lomazzi M, Cruz HG, Lujan R, Li M, Yanagawa Y., Obata K., Watanabe M, Wickman K, Slesinger P, Luscher C
  • 雑誌名: Nature Neurosci, 10 ページ: 1559-1568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postsynaptic GABAB receptor signalling enhances LTD in mouse cerebellar Purkinje cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kamikubo Y, Tabata T, Kakizawa S, Kawakami D, Watanabe M, Ogura A, Iino M, Kano M
  • 雑誌名: J Physiol. 585 ページ: 549-563
  • 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 GluRe2.
  • 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 (In press)
  • 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.
  • 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, (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Down-regulation of the CB1 cannabinoid receptor and related molecular elements of the endocannabinoid system in epileptic human hippocampus.
  • 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 (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzymatic machinery for endocannabinoid biosynthesis associated with calcium stores in glutamatergic axon terminals.
  • 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 (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] SK2 channel plasticity contributes to LTP at Shaffer collateral-CA1 synapses.
  • 著者名/発表者名: Lin MT, Lujan R, Watanabe M, Adelman JP, Maylie J
  • 雑誌名: Nature Neurosci. (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of FAK ablation on cerebellar foliation, Bergmann glia and climbing fiber territory on Purkinje cells.
  • 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. (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] 登上線維プルキンエ細胞投射系による単一支配化への分子機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第113回日本解剖学会シンポジウム
  • 発表場所: 大分県・大分大学
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] Selective localization of NR3A subunit at climbing fiber-interneuron synapses in the cerebellum. (2007)
  • 著者名/発表者名: Masahiro, Fukaya., Masahiko, Watanabe.
  • 学会等名: Neuroscience 2007
  • 発表場所: San Diego, California, USA
  • 年月日: 20071103-07
• [学会発表] 小脳における登上線維-介在ニューロン間シナプス選択的に発現するNMDA 受容体 NR3A サブユニットの分子解剖学的解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 深谷 昌弘、渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第53回東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 札幌・北海道医療大学
  • 年月日: 20070929-30
• [学会発表] バーグマングリアに発現するAMPA型グルタミン酸受容体の輸送様式 (2007)
  • 著者名/発表者名: 深谷昌弘, 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
• [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
• [学会発表] M1ムスカリン性アセチルコリン受容体は終脳の投射ニューコンに豊富に発現している (2007)
  • 著者名/発表者名: 山崎美和子、飯塚尭、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
• [学会発表] マウス終脳の特定の介在神経におけるPKC&alphaおよびPKC&gammaの細胞発現パターンの解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 三浦会里子, 窪田圭志, 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
• [学会発表] 線条体における2-アラキドノイルグリセロールを介した逆行性シグナル伝達に関与する分子の細胞内配置 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内ケ島基政, 鳴島円, 深谷昌弘, Istvan Katona, 狩野方伸, 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
• [学会発表] Subcellular arrangement of molecules for 2-arachidonoyl-glycerol-mediated retrograde signaling in the striatum. (2007)
  • 著者名/発表者名: Motokazu, Uchigashima., Madoka, Narushima., Masahiro, Fukaya., Istvan, Katona., Masanobu, Kano., Masahiko, Watanabe.
  • 学会等名: IBRO World Congress of Neuroscience
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20070712-17
• [学会発表] マウス線条体における内因性カンナビノイド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の分子機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内ケ島基政, 渡辺雅彦
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会北海道支部会
  • 発表場所: 札幌・コンベンションセンター
  • 年月日: 2007-12-01
• [学会発表] 神経系における内在性カンナビノイドの分子解剖学 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 雅彦
  • 学会等名: 日本麻酔科学会北海道東北支部第55回北海道麻酔科学会
  • 発表場所: 札幌・北海道大学
  • 年月日: 2007-09-08
• [学会発表] 神経系における内在性カンナビノイドの合成・分解とその生理作用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 雅彦
  • 学会等名: 第28回鎮痛薬・オピオイドペプチドシンポジウム
  • 発表場所: 札幌・札幌医大
  • 年月日: 2007-09-01