高次脳領域におけるシナプス伝達制御機構の分子形態学的研究

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24220007
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 渡辺 雅彦 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70210945)
• 研究分担者: 崎村 建司 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40162325)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2017-03-31
• キーワード: シナプス / グルタミン酸 / 海馬 / 扁桃体 / 線条体 / 小脳

研究概要

平成25年度における研究実施により以下の成果が得られた。
A. 海馬におけるAMPA受容体発現の入力選択的・標識選択性とその制御機構：海馬錐体細胞が形成する興奮性シナプスには、通常のnon-perforatedシナプスに加え、シナプス後膜肥厚部に穴の開いた大型のperforatedシナプスがあり、活動性や可塑性発現の違いを反映しているのではと想定されている。本研究では、perforatedシナプスやパルブアルブミン陽性細胞上の興奮性シナプスにAMPA受容体が豊富に発現し、それがシナプスにおけるTARPg-2の発現量と相関し、その分子欠損により受容体の発現選択性が失われることを明らかにした。
B. 線条体中型有棘細胞におけるVGluTサブクラスによるシナプス後部のAMPA受容体発現制御：海馬と異なり、線条体中型有棘細胞に入力するVGluT1陽性の皮質性シナプスとVGluT2陽性の視床性シナプスには、入力選択的なAMPA受容体の発現量比の違いがないことが判明した。今後、TARPg-2の発現量を検討する予定である。
C. 黒質線条体ドーパミン投射系の係留接着とボリューム伝達による状況依存的伝達制御：ドーパミン投射系は、線条体中型有棘細胞上に発現するGABA作動性シナプス分子を足場として係留性接着を形成し、ドーパミンによるボリューム伝達の足場として機能していることが判明した。
D. VGluT3による扁桃体陥入型シナプス伝達の活動依存的制御と恐怖記憶における役割：扁桃体基底核の錐体細胞上に形成されるVGluT3陽性終末はGABAとCCKを共放出する入力線維であり、錐体細胞の細胞体上に特異な陥入型シナプスを形成することが明らかとなった。

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

当初の研究計画の項目のそれぞれについて、着実にデータを集積し、一部は論文投稿の段階に達しているため。

今後の研究の推進方策

当初予定した研究計画を着実に実行し推進する。

研究成果

• [雑誌論文] GABAergic neurons in the ventral tegmental area receive dual GABA/enkephalin-mediated inhibitory inputs from the bed nucleus of the stria terminalis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kudo T, Konno K, Uchigashima M, Yanagawa Y, Sora I, Minami M, Watanabe M
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 巻: 39 ページ: 1796-1809
  • DOI: doi: 10.1111/ejn.12503. Epub 2014 Mar 2
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pre- and post-synaptic switches of GABA actions associated with Cl-homeostatic changes are induced in the spinal nucleus of the trigeminal nerve in a rat model of trigeminal neuropathic pain. (2013)
  • 著者名/発表者名: Wei B, Kumada T, Furukawa T, Inoue K, Watanabe M, Sato K, Fukuda A
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 228 ページ: 334-348
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2012.10.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential maturation of GIRK2-expressing neurons in the mouse cerebellum. (2013)
  • 著者名/発表者名: Aguado C, Fernández-Alacid L, Cabañero MJ, Yanagawa Y, Schilling K, Watanabe M, Fritschy JM, Luján R
  • 雑誌名: J. Chem. Neuroanat. 巻: 47 ページ: 79-89
  • DOI: 10.1016/j.jchemneu.2012.11.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct synaptic localization patterns of brefeldin A-resistant guanine nucleotide exchange factors BRAG2 and BRAG3 in the mouse retina. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakagami H, Katsumata O, Hara Y, Tamaki T, Watanabe M, Harvey RJ, Fukaya M
  • 雑誌名: J. Comp. Neurol. 巻: 521 ページ: 860-876
  • DOI: 10.1002/cne.23206.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coenzyme Q10 prevents peripheral neuropathy and attenuates neuron loss in the db-/db- mouse, a Type 2 diabetes model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shi TJ, Zhang MD, Zeberg H, Nilsson J, Grünler J, Liu SX, Xiang Q, Persson J, Fried K, Catrina SB, Watanabe M, Århem P, Brismar K, Hökfelt T
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 110 ページ: 690-695
  • DOI: 10.1073/pnas.1220794110.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative localization of Cav2.1 (P/Q-type) voltage-dependent calcium channels in Purkinje cells: somatodendritic gradient and distinct somatic co-clustering with calcium-activated potassium channels. (2013)
  • 著者名/発表者名: Indriati DW, Kamasawa N, Matsui K, Watanabe M, Shigemoto R
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 33 ページ: 3668-3678
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2921-12.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of p38 MAP kinase in the DRG contributes to pain hypersensitivity after plantar incision. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizukoshi K, Sasaki M, Izumi Y, Miura M, Watanabe M, Amaya F
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 234 ページ: 77-87
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2013.01.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] L-Serine deficiency caused by genetic Phgdh deletion leads to robust induction of 4E-BP1 and subsequent repression of translation initiation in the developing central nervous system. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sayano T, Kawakami Y, Kusada W, Suzuki T, Kawano Y, Watanabe A, Takashima K, Arimoto Y, Esaki K, Wada A, Yoshizawa F, Watanabe M, Okamoto M, Hirabayashi Y, Furuya Shigeki
  • 雑誌名: FEBS J. 巻: 280 ページ: 1502-1517
  • DOI: 10.1111/febs.12146.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developmental and visual input dependent regulation of CB1 cannabinoid receptor in mouse visual cortex. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoneda T, Kameyama K, Esumi K, Daimyo Y, Watanabe M, Hata Y
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 ページ: e53082
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0053082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of vesicular glutamate transporters in sensory and autonomic neurons innervating the mouse urinary bladder. (2013)
  • 著者名/発表者名: Brumovsky PR, Seal RP, Lundgren KH, Seroogy KB, Watanabe M, Gebhart GF
  • 雑誌名: J. Urol. 巻: 189 ページ: 2342-2349
  • DOI: 10.1016/j.juro.2012.11.046.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dendritic GABAB receptors contribute to the modulation of perisomatic-targeting parvalbumin interneuron networks. (2013)
  • 著者名/発表者名: Booker S, Gross A, Althof D, Shigemoto R, Bettler B, Frotscher M, Hearing M, Wickman K, Watanabe M, Kulik A, Vida I
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 33 ページ: 7961-7974
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1186-12.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct expression and localization of diacylglycerol kinase isozymes in rat retina. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hozumi Y, Matsui H, Sakane F, Watanabe M, Goto K
  • 雑誌名: J. Histochem. Cytochem. 巻: 61 ページ: 462-476
  • DOI: 10.1369/0022155413483574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Homeostatic control of synaptic transmission by distinct glutamate receptors. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yan D, Yamasaki M, Straub C, Watanabe M, Tomita S
  • 雑誌名: Neuron 巻: 78 ページ: 687-699
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2013.02.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protocadherin 17 regulates presynaptic assembly in topographic cortico-basal ganglia circuits. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hoshina N, Tanimura A, Yamasaki M, Inoue T, Inoue T, Fukabori R, Kuroda T, Yokoyama K, Tezuka T, Sagara H, Hirano S, Kiyonari H, Takada M, Kobayashi K, Watanabe M, Kano M, Nakazawa T, Yamamoto T
  • 雑誌名: Neuron 巻: 78 ページ: 839-854
  • DOI: org/10.1016/j.neuron.2013.03.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential distribution of phospholipase CB isoforms and diaglycerol kinase  in the rodents cerebella corroborates the division of the unipolar brush cell into 2 major subtypes. (2013)
  • 著者名/発表者名: SekerkovaG, Watanabe M, Martina M, Mugnaini E
  • 雑誌名: Brain Struct Funct. 巻: 219 ページ: 719-749
  • DOI: 10.1007/s00429-013-0531-9.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional differences between neurochemically-defined populations of inhibitory interneurons in the rat spinal dorsal horn. (2013)
  • 著者名/発表者名: Polgar E, Sardella T, Tiong S, Locke S, Watanabe M, Todd A
  • 雑誌名: Pain 巻: 154 ページ: 2606-2615
  • DOI: 10.1016/j.pain.2013.05.001.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chronic alterations in monoaminergic cells in the locus coeruleus in orexin neuron-ablated narcoleptic mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsujino N, Tsunematsu T, Uchigashima M, Konno K, Yamanaka A, Kobayashi K, Watanabe M, Koyama Y, Sakurai T
  • 雑誌名: PLoS ONE, 巻: 8 ページ: e70012
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0070012.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diacylglycerol lipase α manipulation reveals developmental roles for intercellular endocannabinoid signaling. (2013)
  • 著者名/発表者名: Keimpema E, Alpar A, Howell F, Malenczyk K, Hurd YL,Watanabe M, Sakimura K, Kano M, Doherty P, Harkany T
  • 雑誌名: Scientific Rep. 巻: 3 ページ: 2093
  • DOI: 10.1038/srep02093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of transmembrane AMPA receptor regulatory protein (TARP) isoforms in the rat spinal cord. (2013)
  • 著者名/発表者名: Larsson M, Agalave N, Watanabe M, Svensson CI
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 248C ページ: 180-193
  • DOI: org/10.1016/j.neuroscience.2013.05.060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium-dependent regulation of climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kano M, Nakayama H, Hashimoto K, Kitamura K, Sakimura K, Watanabe M
  • 雑誌名: J. Physiol. 巻: 591 ページ: 3151-3158
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2012.248252
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deletions in GRID2 lead to a recessive syndrome of cerebellar ataxia and tonic upgaze in humans. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hills LB, Masri A, Konno K, Kakegawa K, Lam A-TN, Lim-Melia E, Chandy N, Hill RS, Partlow JN, Al-Saffar M, Nasir R, Stoler JM, Barkovich AJ, Watanabe M, Yuzaki M, Mochida GH
  • 雑誌名: Neurology 巻: 81 ページ: 1378-1386
  • DOI: 10.1212/WNL.0b013e3182a841a3.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disruption of cerebellar microzonal organization in GluD2 (GluRd2) knockout mouse. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashizume M, Miyazaki T, Sakimura K, Watanabe M, Kitamura K, Kano M
  • 雑誌名: Front Neural Circuits 巻: 7 ページ: 130
  • DOI: 10.3389/fncir.2013.00130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Septins promote dendrite and axon development by negatively regulating microtubule stability via HDAC6-mediated deacetylation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ageta-Ishihara N, Miyata T, Ohshima C, Watanabe M, Sato Y, Hamamura Y, Higashiyama T, Mazitschek R, Bito H, Kinoshita M
  • 雑誌名: Nature Commun 巻: 4 ページ: 2532
  • DOI: 10.1038/ncomms3532
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antibodies to epilepsy-related LGI1 in limbic encephalitis neutralize LGI1-ADAM22 interaction and reduce synaptic AMPA receptors. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa T, Fukata Y, Yamasaki M, Miyazaki T, Yokoi N, Takashima H, Watanabe M, Watanabe O, Fukata M
  • 雑誌名: J Neurosci, 巻: 33 ページ: 18161-18174
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3506-13.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Point mutation in syntaxin-1A causes abnormal vesicle recycling, behaviors, and short-term plasticity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Katayama N, Takeuchi K, Togano T, Itoh R, Sato M, Yamazaki M, Abe M, Sato T, Oda K, Yokoyama M, Takao K, Fukaya M, Miyakawa T, Watanabe M, Sakimura K, Manabe T, Igarashi M
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 288 ページ: 34906-34919
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.504050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dlx1 transcription factor regulates dendritic growth and postsynaptic differentiation through inhibition of neuropilin-2 and PAK3 expression. (2013)
  • 著者名/発表者名: Dai X, Iwasaki H, Watanabe M, Okabe S
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: 39 ページ: 531-547
  • DOI: 10.1111/ejn.12413
  • 査読あり
• [学会発表] Analysis on AMPA-type glutamate receptor content in the mouse striatal synapse (2014)
  • 著者名/発表者名: 宋暁紅、山崎美和子、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会全国学術集会
  • 発表場所: 自治医科大学（栃木県）
  • 年月日: 20140327-20140329
• [学会発表] Nigrostriatal dopamine afferents form heterologous contacts with GABAergic postsynaptic molecules in the mouse striatum. (2014)
  • 著者名/発表者名: 内ヶ島基政、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会全国学術集会
  • 発表場所: 自治医科大学（栃木県）
  • 年月日: 20140327-20140329
• [学会発表] グルタミン酸受容体GluD1の細胞選択的・シナプス選択的発現およびシナプス形成作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今野幸太郎、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会全国学術集会
  • 発表場所: 自治医科大学（栃木県）
  • 年月日: 20140327-20140329
• [学会発表] マウス視床後腹側核におけるグルタミン酸受容体GluD1の局在解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西川晃司、今野幸太郎、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会全国学術集会
  • 発表場所: 自治医科大学（栃木県）
  • 年月日: 20140327-20140329
• [学会発表] マウス線条体におけるNeuroligin-3の免疫組織化学的分布 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内ヶ島基政、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第59回日本解剖学会東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
  • 年月日: 20130914-20130915
• [学会発表] 分界条床核に投射するノルアドレナリンニューロンの神経化学的特性解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長路敬太、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第59回日本解剖学会東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
  • 年月日: 20130914-20130915
• [学会発表] マウス脳におけるグルタミン酸受容体GluD1の細胞選択的およびシナプス選択的発現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 今野幸太郎、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第59回日本解剖学会東北・北海道連合支部学術集会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
  • 年月日: 20130914-20130915
• [学会発表] 線条体ドパミンシナプスはGABAシナプスと共通のポストシナプス分子を発現する (2013)
  • 著者名/発表者名: 内ヶ島基政、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会議場（京都）
  • 年月日: 20130620-20130623
• [学会発表] マウス脳におけるグルタミン酸受容体GluD1の細胞選択的およびシナプス選択的発現 (2013)
  • 著者名/発表者名: 今野幸太郎、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会議場（京都）
  • 年月日: 20130620-20130623
• [学会発表] 蛍光タンパク発現モデルマウスを用いた小脳抑制性介在ニューロンルガロ細胞の形態学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮崎太輔、田中謙二、幸田和久、柚崎通介、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都国際会議場（京都）
  • 年月日: 20130620-20130623
• [図書] Synaptogenesis and synapse elimination. In: Handbook of the Cerebellum and Cerebellar Disorders. (eds, Manto M, Gruol DL, Schmahmann N, Koibuchi N, Rossi F) (2013)
  • 著者名/発表者名: Kano M, Watanabe M
  • 総ページ数: 281-299
  • 出版者: Springer
• [図書] Cerebellar circuits. In: Comprehensive Developmental Neuroscience: Neural Circuit Development and Function in the Healthy and Diseased Brain, volume 3 (eds, Rubenstein JL, Rakic P) (2013)
  • 著者名/発表者名: Kano M, Watanabe M
  • 総ページ数: 75-93
  • 出版者: Elsevier