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

2009 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 19100005
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経科学一般
• 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)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: シナプス / 脳 / 発達 / 小脳 / 大脳皮質

研究概要

生後早期の発達過程において、経験・訓練・学習に伴うシナプスの使用状況に応じてシナプス回路の強化と除去が起こる。その結果、未熟なシナプス回路は機能的で正確な投射関係を備えたシナプス回路へとリファインされ、認知・言語・技能・知能などの神経機能が飛躍的に発達する。現在、シナプスおけるグルタミン酸受容体(GluR)の活性化とそれによる細胞内Ca^<2+>濃度や伝達効率の変化が、この活動依存的なシナプス回路発達を促進することがわかってきている。本研究では、GluRおよびその下流で細胞機能制御に関わる分子群に着目し、競合的なシナプス回路の発達・維持の分子細胞機構を、神経解剖学・神経生理学・発生学・行動学の観点から解析することにより、その共通原理を解明する。

研究成果

• [雑誌論文] Endocannabinoids and CB1 receptors mediate C-fiber-dependent heterosynaptic plasticity in spinalcord (2009)
  • 著者名/発表者名: Pernia-Andrade AJ, Kato A, Witschi R, Nyilas R, Katona I, Freund TF, Watanabe M, Filitz J, Koppert W, Schiittler J, Guangchen J, Neugebauer V, Marcasino G, Lutz B, Vanegas H, Zeilhofer HU
  • 雑誌名: Science 325 ページ: 760-764
• [雑誌論文] NMDA receptor GluN2B (GluRe2/NR2B) subunit Is crucial for channel function, postsynaptic macromolecular organization, and actin cytoskeleton at hippocampal CA3 synapses (2009)
  • 著者名/発表者名: Akashi K, Kakizaki T, Kamiya H, Fukaya M, Yamasaki M, Abe M, Natsume R, Watanabe M, Sakimura K
  • 雑誌名: J. Neurosci 29 ページ: 10869-10882
• [雑誌論文] Translocation of a "winner" climbing fiber to the Purkinje cell dendrite and subsequent elimination of "losers" from the soma in developing cerebellum (2009)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto K, Ichikawa R, Kitamura K, Watanabe M, Kano M
  • 雑誌名: Neuron 63 ページ: 106-118
• [雑誌論文] Spinocerebellar ataxia type 6 knock-in mice develop a progressive neuronal dysfunction with age-dependent accumulation of mutant Cav2.1 channels (2008)
  • 著者名/発表者名: Watase K, Barrett CF, Miyazaki T, Ishiguro T, Ishikawa K, Hu Y, Unno T, Sun Y, Kasai S, Watanabe M, Gomez CM, Mizusawa H, Tsien RW, Zoghbi HY
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 105 ページ: 11987-11992
• [雑誌論文] Cbln1 Regulates Rapid Formation and Maintenance of Excitatory Synapses in Mature Cerebellar Purkinje Cells in vitro and in vivo (2008)
  • 著者名/発表者名: Ito-Ishida A, Miura E, Emi K, Matsuda K, Iijima K, Narumi S, Kondo T, Kohda K, Watanabe M, Yuzaki M
  • 雑誌名: J. Neurosci 28 ページ: 5920-5930
• [雑誌論文] Dual coupling of T-type Ca^<2+> channels shapes sleep-related oscillations in thalamic dendrites (2008)
  • 著者名/発表者名: Cueni L, Canepari M, Lujan R, Watanabe M, Bond CT, Adelman JP, Luthi A
  • 雑誌名: Nature Neurosci 11 ページ: 683-692
• [雑誌論文] Glutamate transporters regulate lesion-induced period plasticity in the developing somatosensory cortex (2008)
  • 著者名/発表者名: Takasaki C, Okada R, Mitani A, Fukaya M, Yamasaki M, Fujihara Y, Shirakawa T, Tanaka K, Watanabe M
  • 雑誌名: J. Neurosci 28 ページ: 4995-5006
• [雑誌論文] Accumulation of AMPA receptors in autophagosomes in neuronal axons lacking adaptor protein AP4 (2008)
  • 著者名/発表者名: Matsuda S, Miura E, Matsuda K, Kakegawa W, Kohda K, Watanabe M, Yuzaki M
  • 雑誌名: Neuron 57 ページ: 730-745
• [雑誌論文] Differential regulation of synaptic plasticity and cerebellar motor learning by the C-terminal PDZ-binding motif of GluRd2 (2008)
  • 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 28 ページ: 1460-0468
• [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
• [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
• [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: 3663-3676
• [雑誌論文] Cblnl is a ligand for an orphan glutamate receptor d2, a bidirectional synaptic organizer
  • 著者名/発表者名: Matsuda K, Miura E, Miyazaki T, Kakegawa W, Emi K, Narumi S, Fukazawa Y, Itoh-Ishida A, Kondo T, Shigemoto R, Watanabe M, Yuzaki M
  • 雑誌名: Science (in press)
• [雑誌論文] Preferential localization of muscarinic M1 receptor on dendritic shaft and spine of cortical pyramidal cells and its anatomical evidence for volume transmission
  • 著者名/発表者名: Yamasaki M, Matsui M, Watanabe M
  • 雑誌名: J. Neurosci (in press)
• [学会発表] Coordinated molecular organization of 2-arachidonoyl glycerol-mediated endocannabinoid signaling triggered by mGluR activation (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M
  • 学会等名: 6th International Meeting on Metabotropic Glutamate Receptors
  • 発表場所: Sicily (Italy)
  • 年月日: 20080914-20080919
• [学会発表] Glutamate transporters provide a 'winner-takes-more' strategy to activity-dependent synapse refinement (2008)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M
  • 学会等名: The 38th Seiriken/Soukendai International Conference (Stock and flow of functional molecules in synapses
  • 発表場所: Okazaki (Japan)
  • 年月日: 20080317-20080319
• [図書] みる見るわかる脳・神経科学入門講座 (2008)
  • 著者名/発表者名: 渡辺雅彦
  • 出版者: 羊土社(改訂版)