プルキンエ細胞シナプスの発達と可塑性に関わる代謝型グルタミン酸受容体情報伝達機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480224
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 渡辺 雅彦 北海道大学, 医学部, 教授 (70210945)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永島 雅文 北海道大学, 医学部, 助教授 (40241319)
• Keywords: グルタミン酸受容体 / mGluR1 / 小脳 / プルキンエ細胞 / 発達 / シナプス形成 / ノックアウトマウス

Research Abstract

本研究では、プルキンエ細胞シナプス成熟過程における代謝型グルタミン酸受容体およびその細胞内情報伝達機構の役割を分子解剖学的に解明することを目的とする。本年度は、1)プルキンエ細胞に豊富なマウスmGluR1により活性化されるフォスフォリパーゼCβの遺伝子発現解析を行った。また、2)プルキンエ細胞に豊富な4型フォスフォリパーゼCβ(PLCβ4)の遺伝子ノックアウトマウスのシナプス解析を行った。さらに、3)mGluR1の遺伝子単離と抗体作製を行った。
in situ hybridizationにより、プルキンエ細胞にはPLCβ3/4が優勢に発現していることを明らかにした。PLCβ4の遺伝子ノックアウトマウスを用いてプルキンエ細胞シナプスを解剖学的および電気生理学的に解析を行ったところ、平行線維・プルキンエ細胞間シナプスは正常に形成されていたが、登上線維・プルキンエ細胞間シナプスの神経支配様式は幼若型として知られる多重神経支配が残存していた。この事実は、PLCβ4がmGluR1の下流においてシグナル伝達分子として機能し、登上線維シナプスの成熟過程に重要な役割を果たしていることを示している。また、ウサギおよびモルモットを免疫動物として、mGluR1αに対する特異抗体を得ることができた。今後、この抗体を用いて、G蛋白およびPLCβ4との分子局在を検索する予定である。

Research Products

• [Publications] Shibata, Takashi: "Different expressions of AMPA and NMDA receptor subunit mRNAs between visceromotor and somatomotor neurons of the rat lumbosacral spinal cord"J. Comp. Neurol.. 404. 172-182 (1999)
• [Publications] Toki, Shima: "Early establishment of lesion-insensitive mature barrelettes corresponding to upper lip vibrissae in developing mice"Neurosci. Res.. 33. 9-15 (1999)
• [Publications] Fukaya, Masahiro: "Spatiotemporal expression of mRNAs for PSD-95/SAP90 protein family in the mouse brain"Neurosci. Res.. 33. 111-118 (1999)
• [Publications] Hashimoto, Kouichi: "Impairment of AMPA receptor function in cerebellar granule cells of ataxic mutant mouse Stargazer"J. Neurosci.. 19. 6027-6036 (1999)
• [Publications] Knouff, Cristopher: "Apo E structure determines VLDL clearance and atherosclerosis risk in mice"J. Clin. Invest.. 103. 1579-1586 (1999)
• [Publications] Fukaya, Masahiro: "Down-regulated expression of glutamate transporter GLAST in Purkinje cell-associated astrocytes of reeler and weaver mutant cerebella"Neurosci. Res.. 34. 165-175 (1999)
• [Publications] Tsujita, Mika: "Cerebellar granule cell-specific and inducible expressin of Cre recombinase in the mouse"J. Neurosci.. 19. 10318-10323 (1999)