NMDA型グルタミン酸受容体のヘテロオロゴメリゼーションとシナプス発現機構

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14017002
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 渡辺 雅彦 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (70210945)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 深谷 昌弘 北海道大学, 大学院・医学研究科, 特別研究員
• Keywords: 遺伝子 / グルタミン酸受容体 / シグナル伝達 / シナプス局在 / 海馬 / 錐体細胞

Research Abstract

N-methyl-D-aspartate (NMDA)受容体は電位依存性のマグネシウム阻害と高いカルシウム透過性を背景として、神経活動依存的なシナプス回路の発達制御、シナプス可塑性の誘発、学習や記憶の基盤として重要な役割を果たしている。本研究では、NMDA受容体のシナプス局在制御機構を解明する目的で、海馬CA1特異的NR1ノックアウト(NR1-CA1-KO)マウスを用いて、NR1欠損状態におけるNR2サブユニットの細胞内局在変化を解析した。NR1-CA1-KOマウスでは、NR2サブユニットの転写レベルに変化は見られなかった。しかし、NR1欠損に伴い、NR2サブユニットのシナプス局在は完全に消失し、錐体細胞の細胞体に集積するようになった。その細胞内集積部位について包埋後免疫電顕法で解析した結果、NR2サブユニットは電子密度の高い顆粒(intracisternal granule)となって小胞体の腔内に貯留していた。一方、NMDA受容体と結合するシナプス後膜分子PSD-95やAMPA型グルタミン酸受容体の細胞内分布に変化は見られなかった。以上の結果は、NR2サブユニットの小胞体からゴルジ装置への輸送はNR1サブユニットに依存しており、その非存在下では小胞体腔内において凝集体となり処理されることを示している。

Research Products

• [Publications] Miyagi Y, Yamashita T, Fukaya M, Sonoda T, Okuno T, Yamada K, Watanabe M, Nagashima Y, Aoki I, Okuda K, Mishina M, Kawamoto S: "Delphilin : A novel PDZ-and Formin homology (FH)-domain containing protein, which interacts with glutamate receptor δ2 subunit"J Neurosci. 22. 803-814 (2002)
• [Publications] Oshima S, Fukaya M, Nagashima M, Shirakawa T, Oguchi H, Watanabe M: "Early onset of NMDA receptor GluRε1 (NR2A) expression and its abundant postsynaptic localization in developing motoneurons of the mouse hypoglossal nucleus"Neurosci Res. 43. 239-250 (2002)
• [Publications] Nakazawa K, Quirk MC, Chitwood RA, Watanabe M, Yeckel MF, Sun LD, Kato A, Carr CA, Jhonston D, Wilson MA, Tonegawa S: "Requirement for hippocampal CA3 NMDA receptors in associative memory recall"Science. 297. 211-218 (2002)
• [Publications] Ichikawa, R., Miyazaki, T., Kano, M., Hashikawa, T., Tatsumi H., Sakimura, K., Mishina, M., Inoue, Y., Watanabe, M.: "Distal extension of climbing fiber territory and multiple innervation caused by aberrant wiring to adjacent spiny branchlets in cerebellar Purkinje cells lacking glutamate receptor GluRδ2"J Neurosci. 22. 8487-8503 (2002)
• [Publications] Miura M, Watanabe M, Offermanns S, Simon MI, Kano M: "Group I mGluR signaling via Gαq/Gα11 secures the induction of long-term potentiation in the hippocampal area CA1"J Neurosci. 22. 8379-8390 (2002)
• [Publications] Toyooka K, Iritani S, Makifuchi T.Shirakawa O, Kitamura K, Maeda K, Nakamura R, Niizato K, Watanabe M, Kakita A, Takahashi H, Someya T, Nawa N: "Selective Reduction of a PDZ Protein, SAP-97, in the Prefrontal Cortex of Patients with Chronic Schizophrenia"J Neurochem. 83. 797-806 (2002)
• [Publications] Ohtsuki S, Tachikawa M, Takanaga H, Shimizu H, Watanabe M, Hosoya K, Terasaki T: "The blood-brain barrier creatine transporter is a major pathway for supplying creatine to the brain"J Cereb Blood Flow Metab. 22. 1327-1335 (2002)
• [Publications] Nakamura K, Tanoue K, Satoh T, Takekawa M, Watanabe M, Shima H, Kikuchi K: "A novel low-molecular-mass dual-specificity phosphatase, LDP-2, with a naturally occurring substitution that affects substrate specificity"J Biochem. 132. 463-470 (2002)
• [Publications] Kinoshita M, Kojima S, Sato K, Watanabe M, Urano A, Ito E: "A novel low-molecular-mass dual-specificity phosphatase, LDP-2, with a naturally occurring substitution that affects substrate specificity"J Biochem. 132. 463-470 (2002)
• [Publications] Sakai K, Shimizu H, Koike T, Furuya S, Watanabe M: "Neutral amino acid transporter ASCT1 is preferentially expressed in L-Ser-synthetic/storing glial cells in the mouse with transient expression in developing capillaries"J Neurosci. 23. 550-560 (2003)
• [Publications] Kakizawa S, Yamada K, Watanabe M, Kano M: "Effects of insulin-like growth factor I on climbing fiber synapse elimination during cerebellar development"Eur J Neurosci. (印刷中).
• [Publications] Fukaya M, Kato A, Lovett C, Tonegawa S, Watanabe M: "Retention of NMDA receptor NR2 subunits in the lumen of endoplasmic reticulum in targeted NR1 knockout mice"Proc Natl Acad Sci USA. (印刷中).