バレル神経回路の機能発達におけるニコチン性アセチルコリン受容体の役割

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26460251
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 山崎 美和子 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (10431305)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 体性感覚野

研究実績の概要

本研究課題では、視床から興奮性細胞への入力を増強し、かつ抑制性介在細胞への入力を抑制することにより興奮・抑制バランスの修飾作用を発揮することが分かっているニコチン性アセチルコリン受容体に着目し、興奮・抑制バランス依存的なバレル神経回路形成制御機構を明らかにすることを目的とする。バレル神経回路におけるニコチン性アセチルコリン受容体の発現について、mRNAレベルでの解析を行った。
①バレル神経回路を構成する興奮性ニューロンおよび抑制性介在ニューロンに発現するニコチン性アセチルコリン受容体サブユニット構成の同定：リボプローブを用いた高感度の多重蛍光in situ ハイブリダイゼーション法により、大脳皮質バレル野、視床VPM核、三叉神経核の各細胞種における発現サブユニットの構成を明らかにした。

②主たる発現サブユニットに対する特異的抗体の作成に着手：現時点ではノックアウトマウスで反応が消失する特異的抗体が存在しないために、ニコチン性アセチルコリン受容体がシナプス前終末あるいはポストシナプス側に存在するのかといった基本的な局在について未だ不明な点が多い。今年度作成した抗体のうち、N末端側を抗原としたものが特異的抗体に近そうであるという予備データを得た。

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

今年度の目標はマウスのバレル神経回路において、興奮性・抑制性ニューロンに発現するニコチン性アセチルコリン受容体サブユニットを同定するというものであった。今年度はIn situ hybridizationによるmRNAレベルでの発現解析が終了し、次の段階としてのタンパクレベルの局在解析に使用するための特異的抗体作成も順調に進行している。従って概ね計画通りの進捗状況といえる。

今後の研究の推進方策

今年度の研究成果を踏まえ、来年度はタンパク質レベルでの解明を目指す。
そのためにも特異的抗体の作成を急ぎ、来年度中には分子解剖学的な基盤を明らかにすることを目標とする。

研究成果

• [雑誌論文] VGluT3-Expressing CCK-Positive Basket Cells Construct Invaginating Synapses Enriched with Endocannabinoid Signaling Proteins in Particular Cortical and Cortex-Like Amygdaloid Regions of Mouse Brains (2015)
  • 著者名/発表者名: Omiya Y, Uchigashima U, Konno K, Yamasaki M, Miyazaki T, Yoshida T, Kusumi I, Watanabe M
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 35 ページ: 4215-4228
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4681-14.2015
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2.Involvement of diacylglycerol kinase β in the spine formation at distal dendrites of striatal medium spiny neurons (2014)
  • 著者名/発表者名: Hozumi Y, Kakefuda K, Yamasaki M, Watanabe M, Hara H, Goto K
  • 雑誌名: Brain Research 巻: 11 ページ: 36-45
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2014.11.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] The glutamate receptor GluN2 subunit regulates synaptic trafficking of AMPA receptors in the neonatal mouse brain (2014)
  • 著者名/発表者名: Hamada S, Ogawa I, Yamasaki M, Kiyama Y, Kassai H, Watabe AM, Nakao K, Aiba A, Watanabe M, Manabe T.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: 40 ページ: 3136-3146
  • DOI: 10.1111/ejn.12682. 2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global scaling-down of excitatory postsynaptic responses in cerebellar Purkinje cells impairs developmental synapse elimination (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawata S, Miyazaki T, Yamazaki M, Mikuni T, Yamasaki M, Hashimoto K, Watanabe M, Sakimura K, Kano M.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 8 ページ: 1119-1129
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.07.014.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Opposing role of NMDA receptor GluN2B and GluN2D in somatosensory development and maturation (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki M, Okada R, Takasaki C, Toki S, Fukaya M, Natsume R, Sakimura K, Mishina M, Shirakawa T, Watanabe M
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 34 ページ: 11534-11548
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1811-14.2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuron type- and input pathway-dependent expression of Slc4a10 in adult mouse brains (2014)
  • 著者名/発表者名: Song X, Yamasaki M, Miyazaki T, Konno K, Uchigashima M, Watanabe M
  • 雑誌名: Eur J Neurosci. 巻: 40 ページ: 2797-2810
  • DOI: 10.1111/ejn.12636
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enriched expression of GluD1 in higher brain regions and its involvement in parallel fiber-interneuron synapse formation in the cerebellum (2014)
  • 著者名/発表者名: Konno K, Matsuda K, Nakamoto C, Uchigashima M, Miyazaki T, Yamasaki M, Sakimura K, Yuzaki M, Watanabe M
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 34 ページ: 7412-7424
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0628-14.2014
  • 査読あり
• [学会発表] Opposing role of NMDA receptor GluN2B and GluN2D in somatosensory development and maturation (2015)
  • 著者名/発表者名: 1.Yamasaki M, Okada R, Takasaki C, Toki S, Fukaya M, Natsume R, Sakimura K, Mishina M, Shirakawa T, Watanabe M
  • 学会等名: 第１２０回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23