リアノジン受容体を介する超長期増強(L-LTP)成立機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680776
• Research Institution: OKAYAMA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 森脇 晃義 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (10144742)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 富澤 一仁 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (40274287) ; 李 勝天 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (90325093) ; 松井 秀樹 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (30157234) ; 松下 正之 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (30273965)
• Keywords: 長期増強 / 超長期増強 / 一酸化窒素 / Ca^<2+>

Research Abstract

脳が持つ特異的生理機能の一つに可塑性がある。神経細胞間における可塑性現象の一つがシナプス伝達に観察され、長期増強現象や長期抑圧現象として知られている。中でも長期増強現象はその持続時間から短期と長期に分けられ、持続時間が1時間を超えると超長期増強と呼ばれる。この超長期増強の誘導や持続機構について、ラット海馬CA1領域を含む脳切片を用いて探求した。
われわれは、超長期増強の誘導が一酸化窒素合成酵素阻害剤によって抑制されることを明らかとした。これまで、一酸化窒素は逆行性神経伝達物質としてシナプス前細胞での機能が着目されてきたが、そればかりでなく、順行性神経伝達物質としてシナプス後細胞で超長期増強の誘導に関与することが明らかとなった。これは、一酸化窒素が順行性神経伝達物質として機能する可能性があるとの仮説を支持しさらに、裏付けるものである。
超長期増強の誘導にはシナプス後細胞でのタンパク質合成が必須であると報告されている。しかし、興奮の伝達から蛋白合成に至る細胞内情報伝達系についてはほとんど解明されていない。われわれの研究から、超長期増強誘導時にシナプス後細胞において、一酸化窒素はグアニル酸サイクラーゼを活性化することによりサイクリックGMP合成を促進させ、サイクリックGMPはサイクリックGMP依存性タンパク質リン酸化酵素を活性化させる、次にこの酵素は基質の一つであるCRE結合タンパク質をリン酸化することが明らかとなった。CRE結合タンパク質は転写制御因子の一つである。したがって、一酸化窒素は細胞内情報伝達系を介して転写を促すことからタンパク質の合成を導きそれが、超長期増強の誘導、維持に関わることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Matsushita, M., Moriwaki, M., et al.: "A high efficiency protein transduction system proving the role of PKA in long lasting LTP"J.Neurosci.. 21(16). 6000-6007 (2001)
• [Publications] Tomizawa, K., Ohta, J., et al.: "Cdk5/P^<35> regulates neurotransmitter release through phosphorylation and downregulation of P/Q-type voltage-dependent calcium channel activity"J.Neurosci.. (in press).
• [Publications] Uno, M., Moriwaki, A., et al.: "In vitro induction of apoptosis for nasal angiocentric natural killer cell lymphoma-derived cell line, NK-YS, by etoposide and cyclosporine A"Br.J.Haematol.. 113(4). 1009-1014 (2001)