電位依存性カリウムイオンチャネルによる神経活動依存的なシナプス形成機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25640022
• 研究機関: 北海道文教大学
• 研究代表者: 木村 一志 北海道文教大学, 人間科学部, 教授 (20314180)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: シナプス / イオンチャネル / 細胞間接着

研究実績の概要

本研究では神経活動に依存したシナプス形成の分子メカニズムを解明することを最終目標として、申請者が新たに細胞接着活性を持つ分子として見出した電位依存性カリウムチャネル、KCNXのシナプス形成における役割を明らかにすることを目的とした。
まず、KCNXの詳細な発現時期や局在部位を組織や培養神経細胞を用いて、免疫電顕により解析するために、さまざまな抗体を作成し、検討したが、特異的な抗体が作成できず、内在性KCNX の局在を明らかにすることはできなかった。そのため、GFP－KCNXノックインマウスを作成し、抗GFP抗体による免疫染色を行い、外来性のKCNXの局在を検討したところ、海馬CA3領域透明層（歯状回顆粒細胞軸索がシナプスを形成する領域）に発現することを確認した。現在、電子顕微鏡レベルでの局在解析を進めているところである。
次に、KCNXを恒常的に発現する線維芽細胞を用いて、KCNXに依存した弱い細胞間相互作用を検出できるアッセイを構築し、KCNXによる細胞間相互作用がその細胞外領域に依存し、ホモフィリックな活性であることを確認した。
また、KCNXの機能を解明するために、KCNX結合蛋白質を探索し、微小管関連タンパク質CLIP115とエンドサイトーシス関連タンパク質Dynaminを同定した。これらのことから、KCNXはイオンチャネルとして機能するのみならず細胞骨格や小胞輸送にも関与することが示唆された。現在、その詳細なメカニズムの解析を進めている。
さらには、現在、KCNXノックアウトマウスにおける、脳の形態学的解析を行っているところである。

研究成果

• [雑誌論文] Sevoflurane in combination with propofol, not thiopental, induces a more robust neuroapoptosis than sevoflurane alone in the neonatal mouse brain. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tagawa, T., Sakuraba, S., Kimura, K. and Mizoguchi, A.
  • 雑誌名: Journal of Aneahtesia 巻: 28 ページ: 815-820
  • DOI: 10.1007/s00540-014-1822-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glutamate acts as a key signal linking glucose metabolism to incretin/cAMP action to amplify insulin secretion. (2014)
  • 著者名/発表者名: Gheni G, Ogura M, Iwasaki M, Yokoi N, Minami K, Nakayama Y, Harada K, Hastoy B, Wu X, Takahashi H, Kimura K, Matsubara T, Hoshikawa R, Hatano N, Sugawara K, Shibasaki T, Inagaki N, Bamba T, Mizoguchi A, Fukusaki E, Rorsman P, and Seino S.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 9 ページ: 661-673
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.09.030
  • 査読あり
• [産業財産権] 生体染色剤 (2014)
  • 発明者名: 溝口明、藤原武志、田中光司、王淑杰、崔煌植、木村一志
  • 権利者名: 溝口明、藤原武志、田中光司、王淑杰、崔煌植、木村一志
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2014/059351
  • 出願年月日: 2014-09-09
  • 外国