オルガネラによるプレシナプス機能制御ーシナプス小胞サイクルにおける小胞体の役割

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K06901
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小林 静香 東京大学, 医科学研究所, 助教 (50705879)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: シナプス可塑性 / シナプス伝達 / 小胞体 / 海馬 / 遺伝子改変マウス

研究実績の概要

細胞内に広く分布するオルガネラである小胞体は、タンパク質や脂質合成・代謝、細胞内カルシウム貯蔵など、幅広い局面において重要な役割を果たしていることが示唆されている。近年、神経細胞において、細胞体のみならずシナプス前終末内のシナプス小胞近傍にも小胞体の分枝細管が存在し、さらにはシナプス前終末内においてエンドソームをはじめとする他の膜構造ともネットワークを形成するなど、従来の想定を超える分布形態を示すことが報告されているが、その機能的役割は不明な点が多い。そこで、こうしたシナプス前終末に存在する小胞体の機能を明らかにするため、小胞体の働きを制御することが知られている機能分子をシナプス前終末特異的に欠損させたマウスを用い、小胞体の機能異常が神経伝達物質放出機構およびシナプス短期可塑性などの脳の生理機能に及ぼす影響を検討する目的で実験を行った。初年度および次年度において、目的とする機能分子の神経終末における欠損を確認するだけでなく、その他のシナプス機能分子の発現量の変化等について、組織学的・生化学的解析を行うとともに、電気生理学的手法によるシナプス機能解析に着手した。最終年度の令和3年度は、遺伝子改変マウスの急性海馬スライス標本を用いて、入出力関係の検討や、二発刺激促通、テタヌス後増強、低頻度頻回刺激応答といったシナプス短期可塑性の評価をはじめとする電気生理学的解析を中心に実験を進め、遺伝子改変マウスにおけるシナプス短期可塑性の異常を確定するとともに、各種アゴニスト・アンタゴニストを用いた実験により遺伝子改変マウスで認められたシナプス短期可塑性異常の背景機構を明らかにすることを試みた。

研究成果

• [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 K., Kobayashi S., Konno K., Yamasaki M., Horiuchi T., Senda T., Hayashi T., Satoh K., Arima-Yoshida F., Iwasaki K., Negishi L., Yasui-Shimizu N., Kohu K., Kawahara S., Kirino Y., Nakamura T., Watanabe M., Yamamoto T., Manabe T. and Akiyama T.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 42 ページ: 2448～2473
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0569-21.2022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of calsyntenin paralogs disrupts interneuron stability and mouse behavior (2022)
  • 著者名/発表者名: Mori Keita、Koebis Michinori、Nakao Kazuki、Kobayashi Shizuka、Kiyama Yuji、Watanabe Masahiko、Manabe Toshiya、Iino Yuichi、Aiba Atsu
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 15 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s13041-022-00909-8
  • 査読あり / オープンアクセス