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

2016 年度 実績報告書

• 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, 医学研究科, 准教授 (10431305)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: アセチルコリン

研究実績の概要

本研究課題では、バレル神経回路において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可能性のある受容体としてニコチン性アセチルコリン受容体に注目した。H26-27年度には3種類のニコチン性アセチルコリン受容体サブユニットのmRNAの脳内発現を蛍光in situ hybridization法(FISH)で解析し、さらに脳内で最も多いb2サブユニットに対する抗体を作成しその特異性を検証した。この抗体は強制発現細胞やウエスタンブロットでは特異性が確認できたものの、マウス脳の組織切片上では検出効率が悪かった。mRNA、タンパク質レベルの解析結果を総合し、b2サブユニットを解析対象とするのは困難であると結論したため、H28年度は方針を変更し、次に多い発現サブタイプであるa7サブユニットとその細胞膜局在に必須の関連タンパク質(TMEM35)を中心に解析を進めた。TMEM35の方がa7サブユニットそのものよりも遥かに発現レベルが高く、検出効率が良かったため以降の解析はTMEM35を中心に進めた。特異的プローブと抗体を用いた解析の結果、TMEM35は脳内に広く発現しているものの、発現パターンの強弱には神経化学特性との関連性が認められた。三叉神経核領域の興奮性細胞は抑制性介在細胞よりも発現レベルが高く、逆に視床や大脳皮質では抑制性介在細胞で発現レベルが高かった。これらの結果からはアセチルコリン受容体が、三叉神経核レベルと視床・大脳皮質レベルでは逆の作用を持ち、興奮・抑制バランスの調節に寄与している可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] QRFP-deficient mice are hypophagic, lean, hypoactive and exhibit increased anxiety-like behavior. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto K, Yamasaki M, Takao K, Sasaki K, Magoori K, Sakakibara I, Miyakawa T, Mieda M, Watanabe M, Sakai J, Yanagisawa M, Sakurai T:
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 ページ: e0164716
  • DOI: 10.1371/journal.pone.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Locus coeruleus and dopaminergic consolidation of everyday memory. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi T, Duszkiewicz AJ, Sonneborn A, Spooner PA, Yamasaki M, Watanabe M, Smith CC, Fernandez G, Deisseroth K, Greene RW, Morris RG
  • 雑誌名: Nature 巻: 537 ページ: 357-362
  • DOI: 10.1038/nature19325.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The active zone protein CAST regulates synaptic vesicle recycling and quantal size in the mouse hippocampus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Hida Y, Ishizaki H, Inoue E, Tanaka-Okamoto M, Yamasaki M, Miyazaki T, Masahiro F, Kitajima I, Takai Y, Watanabe M, Ohtsuka T, Manabe T:
  • 雑誌名: Eur J Neurosci. 巻: 44 ページ: 2272-2284
  • DOI: 10.1111/ejn.13331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic basis for membrane potential resonance in neurons of the inferior olive. (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto-Makidono Y, Nakayama H, Yamasaki M, Miyazaki T, Kobayashi K, Watanabe M, Kano M, Sakimura K, Hashimoto K
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 16 ページ: 994-1004
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.06.053.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developmental switch in spike timing-dependent plasticity and cannabinoid-dependent Reorganization of the thalamocortical projection in the barrel cortex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Itami C, Huang JY, Yamasaki M, Watanabe M, Lu HC, Kimura F:
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 36 ページ: 7039-7054
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct subunit domains govern synaptic stability and specificity of the kainate receptor. (2016)
  • 著者名/発表者名: Straub C, Noam Y, Nomura T, Yamasaki M, Yan D, Fernandes H, Watanabe M, Contractor A, Tomita S
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 16 ページ: 531-511
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.05.093.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Trans-Synaptic Modulation of Kainate Receptor Functions by C1q-like Proteins. (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuda K, Budisantoso T, Mitakidis N, Sugaya Y, Miura E, Kakegawa W, Yamasaki M, Konno K, Uchigashima M, Abe M, Watanabe I, Kano M, Watanabe M, Sakimura K, Aricescu AR, Yuzaki M
  • 雑誌名: Neuron. 巻: 90 ページ: 752-767
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2016.04.001.
  • 国際共著
• [雑誌論文] TARP g-2 and g-8 differentially control biased AMPAR density across Schaffer collateral/commissural synapses in the hippocampal CA1 area. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki M, Fukaya M, Yamazaki M, Azechi H, Natsume R, Abe M, Sakimura K, Watanabe M:
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 36 ページ: 4296-4312
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4178-15.2016.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Territories of heterologous inputs onto Purkinje cell dendrites are segregated by mGluR1-dependent parallel fiber synapse elimination. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa R, Hashimoto K, Miyazaki T, Uchigashima M, Yamasaki M, Aiba A, Kano M, Watanabe M
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 113 ページ: 2282-2287
  • DOI: 10.1073/pnas.1511513113.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular and anatomical evidence for the input pathway- and target cell type-dependent regulation of glutamatergic synapses (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki M
  • 雑誌名: Anat Sci Int. 巻: 91 ページ: 8-21
  • DOI: 10.1007/s12565-015-0303-0.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] マウス線条体シナプスのAMPA受容体密度は細胞種や出入力経路によらず一様である (2017)
  • 著者名/発表者名: 山崎美和子、宋暁紅、渡辺雅彦
  • 学会等名: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 長崎大学（長崎県、長崎市）
  • 年月日: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [図書] Receptor and Ion Channel Detection in the Brain (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki M, Watanabe M
  • 総ページ数: 475
  • 出版者: Springer