細胞内カルシウム動態調節によるシナプス可塑性のシナプス部位特異的制御機構の解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03321
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 真鍋 俊也 東京大学, 医科学研究所, 教授 (70251212)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: カルシウム / シナプス伝達 / 長期増強 / 海馬 / 遺伝子改変マウス

研究実績の概要

中枢神経系の興奮性シナプスにおける情報伝達は、グルタミン酸によって媒介される。グルタミン酸は、シナプス前終末に活動電位が到達するとカルシウムチャネルからカルシウムが流入することで放出されるが、このような直接的な放出機構だけでなく、シナプス前終末には小胞体などのカルシウムストアがあり、ここから放出されるカルシウムによっても修飾を受けると想定されているが、その実体についてはほとんど明らかになっていない。また、シナプス後部では、やはりグルタミン酸受容体のNMDA受容体を介して流入するカルシウムにより長期増強などのシナプス可塑性が誘導されるが、ここでも細胞内カルシウムストアの役割についての報告は少ない。これらの点を検討するために、マウス海馬の急性スライス標本を用いて、おもに電気生理学的解析を進めた。シナプス前終末特異的な遺伝子改変マウスを用いて、細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出を調節すると考えられる分子Xの役割を、電気生理学の技術を用いて検討したところ、分子Xのシナプス前終末特異的ノックアウトマウスでは、５Hz刺激により誘導される短期的なシナプス可塑性が増大し、分子Xが神経伝達物質の放出を制御していることが明らかとなった。また、シナプス後細胞特異的に分子Xをノックアウトしたマウスでは、１００Hz１秒の高頻度刺激により誘導される長期増強が減弱することがわかった。これらの結果から、分子Xがシナプス伝達の調節に重要な役割を果たしていることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Gastrin-releasing peptide regulates fear learning under stressed conditions via activation of the amygdalostriatal transition area (2022)
  • 著者名/発表者名: Goto et al.
  • 雑誌名: Molecular Psychiatry 巻: in press ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41380-021-01408-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SIPA1L1/SPAR1 interacts with the neurabin family of proteins and is involved in GPCR signaling (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsuura et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 42 ページ: 2448-2473
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0569-21.2022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss of calsyntenin paralogs disrupts interneuron stability and mouse behavior (2022)
  • 著者名/発表者名: Mori et al.
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 15 ページ: 23
  • DOI: 10.1186/s13041-022-00909-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cooperation of LIM domain‐binding 2 (LDB2) with EGR in the pathogenesis of schizophrenia (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi et al.
  • 雑誌名: EMBO Molecular Medicine 巻: 13 ページ: e12574
  • DOI: 10.15252/emmm.202012574
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Identification and characterization of the novel synaptic protein UF1 (2021)
  • 著者名/発表者名: Chimura, T., Kiyama, Y., Ogawa, I. and Manabe, T.
  • 学会等名: Japan Neuroscience Society, Annual Meeting
• [学会発表] Ldb2 modulates neuronal activities and fear learning by regulating Arc expression in the lateral nucleus of the amygdala (2021)
  • 著者名/発表者名: Kiyama, Y., Ohnishi, T., Arima-Yoshida, F., Kadota, M., Bito, H., Kuraku, S., Yoshikawa, T., Manabe, T. and Okuno, H.
  • 学会等名: Japan Neuroscience Society, Annual Meeting
• [図書] ギャノング生理学 原書26版：４章「興奮性組織：神経」 (2022)
  • 著者名/発表者名: 真鍋俊也（岡田泰伸：監修）
  • 総ページ数: 910
  • 出版者: 丸善出版
  • ISBN: 978-4-621-30708-3
• [備考] 東京大学 医科学研究所 基礎医科学部門 神経ネットワーク分野
  • URL: https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/NeuronalNetwork/Neuronal_Network/Index_japanese.htm