| 研究課題/領域番号 |
25253017
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| 研究機関 | 生理学研究所 |
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研究代表者 |
鍋倉 淳一 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 教授 (50237583)
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| 研究分担者 |
福田 敦夫 浜松医科大学, 医学部, 教授 (50254272)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | グリシン / 側方移動 / ゲフリン / ライブイメーイング |
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| 研究実績の概要 |
発達期における抑制性様式の変化について、脳幹聴覚中経路核において、伝達物質がGABAからグリシンへスイッチすることをこれまで見いだしており、脊髄においても伝達様式が変化することが報告されてきた。一方で、伝達様式の変化は伝達物質の変化に連動して、シナプス後細胞に存在する受容体の変化を伴うことが示唆される。本研究においては、伝達物質により、受容体のシナプス後部位への集積について、その動的な動きとシナプスへの集積のメカニズムを明らかにすることを目的としている。グリシン受容体の阻害薬であるストリキニンを培養初期から投与して、グリシン結合を経験していない培養標本において、ストリキニンの投与を中止すると抑制性神経伝達機の指標である抑制性微小シナプス電流は次第にその大きさが大きくなった。このことは、シナプス硬膜に存在するグリシン受容体の密度が、グリシン受容体の活性化の機会に集積してくることを示唆する。さらに個々のグリシン受容体の動的特徴を観察するために、細胞膜上のグリシン受容体を可視化し、その動きをリアルタイムで観察を行った。グリシン受容体に結合させたＱドットなどを指標としてグリシン受容体の動きを計測した結果、グリシン受容体は細胞膜上を盛んに側方移動していることが判明した。シナプスマーカーであるゲフリン（グリシン受容体の細胞内結合蛋白）が集積している部位（シナプス後部位と考えられる）に入るとグリシン受容体の動きは著しく低下し、滞留時間が増大した。その後ゲフリン集積部位から離れると、その動態は再度少し上昇した。この結果から、抑制性シナプスの形成に関して、グリシン受容体の活性化ー移動速度の上昇ーシナプス硬膜への集積ー機能的な抑制性シナプスの形成が起こることが判明した。今後はその分子メカニズムの解明を行う予定である。
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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
培養細胞上においてグリシン受容体のライブイメージング技術の確立を行い、遺伝子改変マウスなどを用いてグリシン神経終末の可視化に成功するなど、観察技術の構築は終了した。また、グリシン受容体の細胞膜において同受容体の動きの経時的な観察技術の確立を完了した。また、各種データの取得を進めることが可能となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、グリシン受容体の活性化によりなぜ、グリシン受容体がゲフリン集積部位でその側方移動を低下させるのかなど、細胞内メカニズムについて検討を行なうことが必要となる。また、これまで、グリシンシナプスの変化のメカニズムについては、幼若期の GABAやグリシンが脱分極を引き起こす時期の理論、つまりGABAやグリシン受容体の活性ー脱分極-細胞内やシナプスにおけるカルシウム上昇ー受容体の集積と云われてきたが、生体2光子励起顕微鏡を用いて、GABAグリシン応答が過分極である成熟個体においても抑制性シナプスの形成が観察されるため、これまでの脱分極理論は適用できない。抑制性シナプス形成のメカニズムの再構築を行う必要があるのか等を本研究課題の最終目的の一つとして設定したい。
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