デルタ2グルタミン酸受容体のNTDを介する新しい活性化様式の解明

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20021004
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 平井 宏和 群馬大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (70291086)
• キーワード: プルキンエ細胞 / グルタミン酸受容体 / トランスジェニックマウス / デルタ2 / 小脳

研究概要

自然発症運動失調マウスHotfoot5Jは、デルタ2グルタミン酸受容体(delta2受容体)遺伝子の変異により、delta2受容体が欠損する。そのためノックアウトマウスと同じフェノタイプ、すなわち、小脳LTD誘導の障害、平行線維-プルキンエ細胞シナプスの放出確立の減少、登上線維によるプルキンエ細胞の多重支配の残存と強い小脳失調が観察される。レンチウイルスベクターを用いてHotfoot5Jマウスの小脳プルキンエ細胞に野生型delta2受容体遺伝子を導入することで、運動失調をはじめとする異常がレスキューできるのかを検討した。生後6日のHotfoot5Jマウス小脳にdelta2受容体発現レンチウイルスベクターを接種し、4週後にロータロッドにて運動能力を評価したところ、顕著な運動失調の改善が認められた。パッチクランプ解析では、LTD誘導の障害、PPF比の増大、プルキンエ細胞多重支配の残存のすべてが完全に回復していた。このように、レンチウイルスベクターを用いた遺伝子治療により、運動失調マウスHotfoot5Jの異常を大きく改善させることに成功した。
次に、delta2受容体のどのドメインがdelta2受容体のどの機能に重要であるのかを決定するために、delta2受容体のさまざまな部分欠損体や他のイオン透過型グルタミン酸受容体とのキメラ体を作製した。これらのコンストラクトをレンチウイルスベクターを用いて、delta2受容体欠損Hotfoot5Jマウスのプルキンエ細胞に発現させた。その結果、N末端ドメインとC末端ドメインを1つの膜貫通ドメインでつないだコンストラクトにより、運動失調をはじめ、ほぼすべての異常がレスキューされた。以上の結果から、delta2受容体はアミノ酸リガンド結合ドメインに加えてチャネルポアがなくとも、十分機能を果たすことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] High transgene expression by lentiviral vectors causes maldevelopment of Purkinje cells in vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawada Y, Kajiwara G, Iizuka A, Takayama K, Shuvaev A, Koyama C, Hirai H
  • 雑誌名: The Cerebellum (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rescue of abnormal phenotypes in delta2 glutamate receptor-deficient mice by the extracellular N-terminal and intracellular C-terminal domains of the delta2 glutamate receptor (2009)
  • 著者名/発表者名: Iizuka A, Takayama K, Torashima T, Yamasaki M, Koyama C, Mitsumura K, Watanabe M, Hirai H.akayama K, Torashima T, Horiuchi H, Hirai H
  • 雑誌名: Neurobiology of Disease 35 ページ: 457-465
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rescue of abnormal phenotypes in delta2 glutamate receptor-deficient mice by the extracellular N-terminal and intracellular C-terminal domains of the delta2 glutamate receptor (2009)
  • 著者名/発表者名: Torashima T, Iizuka A, Horiuchi H, Mitsumura K, Yamasaki M, Koyama C, Takayama K, Iino M, Watanabe M, Hirai H
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 30 ページ: 355-365
  • 査読あり
• [雑誌論文] ウイルスベクターを用いた成熟マウス小脳皮質への遺伝子導入法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平井宏和
  • 雑誌名: 実験医学 27 ページ: 499-506
• [学会発表] Lentiviral vector-mediated rescue of cerebellar ataxia in a mouse model of spinocerebellar ataxia (2009)
  • 著者名/発表者名: 平井宏和
  • 学会等名: Annual Meeting of Chinese Medical Association
  • 発表場所: Taipei Veterans General Hospital, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2009-11-01
• [学会発表] Lentivector-mediated rescue from cerebellar ataxia in a mouse model of spinocerebellar ataxia (2009)
  • 著者名/発表者名: 平井宏和
  • 学会等名: 5th International Symposium on Genomic Medicine of CCH
  • 発表場所: Changhua Christian Hospital, Taichung, Taiwan
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] 高力価レンチウイルスベクターの感染が小脳プルキンエ細胞の発達におよぼす影響の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 澤田悠輔, 梶原剛, 寅嶋崇, 高山清彦, 堀内始, 飯塚朗, 三ツ村一浩, 平井宏和
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] レンチウイルスベクターを用いた遺伝性運動失調マウスの機能回復 (2009)
  • 著者名/発表者名: 飯塚朗, 寅嶋崇, 三ツ村一浩, 小山知穂, 飯野昌枝, 平井宏和
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 機能ドメインを土台としたδ2グルタミン酸受容体研究の進展 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平井宏和, 寅嶋崇, 飯塚朗
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Rescue of abnormal phenotypes in σ2 glutamate-receptor-null mice by the extracellular N-terminal domain (2009)
  • 著者名/発表者名: Torashima T, Iizuka A, Horiuchi H, Mitsumura K, Yamazaki M, Koyama C, Takayama K, Iino M, Watanabe M, Hirai H
  • 学会等名: 第36回国際生理学会世界大会
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都)
  • 年月日: 2009-07-28
• [備考]
  • URL: http://synapse.dept.med.gunma-u.ac.jp/index.html