| 研究課題/領域番号 |
20K06861
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| 研究機関 | 北里大学 |
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研究代表者 |
菅原 健之 北里大学, 医学部, 助教 (70584522)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 海馬 / スパイン / リン酸化 / Arf6 / EFA6A |
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| 研究実績の概要 |
興奮性シナプスの後部構造である樹状突起スパインは、生後発達期に活発に形成される。そして、成熟に伴い活発なスパイン形成は停止し、むしろ不要なスパインの除去が行われ、必要なスパインだけが安定な構造として残るようになる。また一方で、成熟後の脳においても学習や記憶、環境によりスパインの再編成が行われることも知られている。このような発達段階や学習・記憶に応じたスパイン形態の制御には神経活動が必要であるが、神経活動がどのようにしてスパイン形態を変化させるのか、その詳細な分子機構は十分に解明されていない。本課題はこの疑問に対し、細胞膜とアクチン細胞骨格の再構成を制御する低分子量Gタンパク質Arf6の活性化因子であるEFA6Aに着目した研究を行うものである。
昨年度の研究により、海馬神経細胞のEFA6Aにおいて、神経活動依存的にリン酸化状態が変化するリン酸化部位を同定することが出来た。そこで本年度は、同定した部位のリン酸化状態とEFA6Aの機能との関係を明らかにするための研究を行った。リン酸化部位となるアミノ酸残基に変異を導入した恒常的リン酸化型および非リン酸化型EFA6Aを用いて、これらのArf6に対するGEF活性をArf6 pull down activation assayにより解析した。その結果、恒常的リン酸化型と非リン酸化型のEFA6AのGEF活性が顕著に異なることが分かった。また、EFA6AをHeLa細胞に発現させるとアクチンストレスファイバーの崩壊が起こるが、この効果においても恒常的リン酸化型と非リン酸化型のEFA6Aに違いが見られることも明らかとなった。さらに、初代培養海馬神経細胞を用いた解析により、刺激依存的なArf6活性の経時的な変化に伴い、EFA6Aのリン酸化状態も変化していることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度の研究により、リン酸化によりEFA6Aの機能がどのように制御されているのかを明らかにすることが出来た。また、このEFA6Aのリン酸化がスパインの形態制御に及ぼす影響を解析するための実験の準備も進めている。これらの点から、本研究計画は概ね順調に進んでいるものと考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、神経活動に伴うEFA6Aのリン酸化状態の変化が、発達段階や神経可塑性に応じたスパイン形態形成の制御機構に及ぼす影響を明らかにすることを目的として実験を行う。そのために、初代培養海馬神経細胞へのリン酸化変異体EFA6Aの導入やリン酸化シグナルの阻害剤の投与などを行い、それによる海馬神経細胞のスパインの密度や形態の変化を形態学的解析やライブイメージングなどの手法を用いて検証していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定したより効率的に実験成果を得られたため、少額の残金が生じた。これを有効に使用するために、次年度に繰り越した。細胞培養に用いる消耗品に使用する予定である。
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