抑制性ニューロンに発現するNMDA受容体の局在・機能に関する分子解剖学的研究

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19700315
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 深谷 昌弘 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教 (10360900)
• キーワード: NMDA受容体 / 抑制性ニューロン / NR2D / NR3A / 大脳皮質 / 海馬 / 小脳 / 免疫電子顕微鏡法

研究概要

本研究課題では、抑制性ニューロンにおいて発現するNMDA受容体の調節サブユニットであるNR2DおよびNR3Aサブユニットに着目し、その発現細胞と細胞内局在、関与する神経回路網、シナプス可塑性への関与の有無を明らかにすることを目的として研究を行っている。当該年度は、マウス大脳皮質、海馬、小脳領域での抑制制ニューロンにおけるNMDA受容体NR2DおよびNR3Aサブユニットに対する特異抗体を用いた局在解析を蛍光多重免疫染色法や免疫電子顕微鏡法を用いて行った。その結果、大脳皮質のNR2Dサブユニットは、parvalbumin陽性介在抑制性ニューロンの非対称性シナプスの後シナプス部位に局在していた。また、これらの前シナプスはVGluT1, VGluT2陽性であることから大脳皮質-大脳皮質間と視床-大脳皮質間のシナプス両方に発現することが明らかとなった。さらに、海馬においてもparvalbumin陽性介在抑制性ニューロンに発現していた。これらの結果から、NR2Dサブユニットは一部の介在ニューロンの興奮性シナプス後部で機能していることが示唆された。一方、小脳におけるNR3Aサブユニットは小脳分子層の介在抑制性ニューロンであるStellate細胞およびBasket細胞に発現し、免疫電子顕微鏡解析から登上線維終末に接する介在ニューロンの樹上突起に局在することが明らかとなった。また、この部分は興奮性シナプスの構造は認められず対称性シナプス様の構造を有していたが、シナプス前終末でのactive zoneに見られるシナプス小胞の集積が認められず、シナプス結合ではないと考えられた。さらに大脳皮質や海馬においても同様の局在が介在ニューロンで認められた。このような結合領域にNMDA受容体が局在することはこれまでに報告がなく、NMDA受容体が全く新しい機能を有する可能性が示唆された。

研究成果

• [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] 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 RHJr, Miyakawa T, Itohara S, Hayashi Y
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 26 ページ: 1407-1420
  • 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: The Journal of Neuroscience 27 ページ: 8088-8100
  • 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: The Journal of Neuroscience 27 ページ: 3663-3676
  • 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, Furutanil 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 Journal 26 ページ: 1924-1933
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vesicular release of glutamate from unmyelinated axons in white matter (2007)
  • 著者名/発表者名: Ziskin J L, Nishiyama A, Rubio M, Fukaya M, Bergles DE
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 10 ページ: 321-330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phospholipase Cb3 is distributed in both somatodendriteic 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: European Journal of Neuroscience 25 ページ: 659-672
  • 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, Fukaya M, Matsui M, Manabe T, Hashimoto K, Watanabe M, Kano M
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 27 ページ: 496-506
  • 査読あり
• [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, and Masahiko Watanabe
  • 学会等名: Society for Neuroscience 37th Annual Meeting
  • 発表場所: サンディエゴコンベンションセンター・San Diego, 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: 日本解剖学会第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] The mode of AMPA-type glutamate receptor trafficking in Bergmannglia (2007)
  • 著者名/発表者名: 深谷昌弘、渡辺雅彦
  • 学会等名: 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