小脳成熟に伴う登上線維支配様式の可塑性減少およびその臨界期の特定

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18700335
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 宮崎 太輔 Hokkaido University, 大学院・医学系研究科, 助教 (90374230)
• Keywords: 小脳 / 登上線維 / 平行線維 / グルタミン酸受容体 / 神経標識法 / 遺伝子改変動物 / プルキンエ細胞

Research Abstract

小脳プルキンエ細胞(PC)は数十万本の平行線維(PF)と1本の登上線維(CF)による興奮性入力を受けている。幼若期のPCは複数のCFによる多重支配を受けているが、発達過程において余剰なCFは排除され、生後3週目までには一つのPCがただ1本のCFによって支配される単一支配が確立する。この単一支配化にはPFシナプスの活動が必須であることが明らかになっている。グルタミン酸受容体GluRδ2はPF-PCシナプス後部に特異的に発現し、発達期におけるPF-PCシナプスの安定化とCF-PC単一支配の確立に重要であることが知られている。近年、成体からの分子欠損誘導が可能な誘導型GluRδ2欠損マウスが作成され、 GluRδ2が成体においてPF-PCシナプスの維持に関与していることが示された。しかしCF-PC単一支配化の維持にGluRδ2が関与しているかどうかは未だ明らかにされていない。本研究課題では誘導型GluRδ2欠損マウスのCF-PC支配様式を、神経標識法および免疫組織化学法を用いて解析を行い、変異マウスについて以下の所見を得た。
(1)分子欠損誘導後8週からCF多重支配が認められ、 GluRδ2欠損領域でCF支配領域の拡大が認められた。
(2)分子欠損誘導後8週からtransverse branchと呼ばれるCF側枝が側方のPCに対して異所性支配を行い、CF-PC多重支配を引き起こしている様子が観察された。
以上の結果はGluRδ2がCF側枝による側方支配を抑制することで成体期におけるCF-PC単一支配の維持に関わっていることを強く示唆するものであった。

Research Products

• [Journal Article] IQ-ArfGEF/BRAG1 is a guanine nucleotide exchange factor for Arf6 that interacts with PSD-95 at postsynaptic density of excitatory synapses. (2008)
  • Author(s): Sakagami H, Sanda M, Fukaya M, Miyazaki T, Sukegawa J, Yanagisawa T, Suzuki T, Fukunaga K, Watanabe M, Kondo H.
  • Journal Title: Neurosci Res 60 Pages: 199-212
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential regulation of synaptic plasticity and cerebellar motor learning by the C-terminal PDZ-binding motif of GluRdelta2. (2008)
  • Author(s): Kakegawa W, Miyazaki T, EmiK, Matsuda K, Kohda K, Motohashi J, Mishina M, Kawahara S, Watanabe M, Yuzaki M.
  • Journal Title: J Neurosci. 28 Pages: 1460-1468
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of FAK ablation on cerebellar foliation, Bergmann glia positioning and climbing fiber territory on Purkinje cells. (2008)
  • Author(s): Watanabe F, Miyazaki T, Takeuchi T, Fukaya M, Nomura T, Noguchi S, Mori H, Sakimura K, Watanabe M, Mishina M.
  • Journal Title: Eur J Neurosci 27 Pages: 836-854
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cerebellar pathology in transgenic mice expressing the pseudorabies virusimmediate-early protein IE 180. (2008)
  • Author(s): Tomioka Y, Miyazaki T, Taharaguchi S, Yoshino S, Morimatsu M, Uede T, Ono E, Watanabe M.
  • Journal Title: Eur J Neurosci (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ca2+ permeability of the channel pore is not essential for the delta2 glutamate receptor to regulate synaptic plasticity and motor coordination. (2007)
  • Author(s): Kakegawa W, Miyazaki T, Hirai H, Motohashi J, Mishina M, Watanabe M, Yuzaki M.
  • Journal Title: J Physiol 579 Pages: 729-735
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Junctophilin-mediated channel crosstalk essential for cerebellar synaptic plasticity. (2007)
  • Author(s): Kakizawa S, Kishimoto Y, Hashimoto K, Miyazaki T, Furutani K, Shimizu H, Fukaya M, Nishi M, Sakagami H, Ikeda A, Kondo H, Kano M, Watanabe M, Iino M, Takeshima H.
  • Journal Title: EMBO J 26 Pages: 1924-1933
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Abnormal features in mutant cerebellar Purkinje cells lacking junctophilins. (2007)
  • Author(s): Ikeda A, Miyazaki T, Kakizawa S, Okuno Y, Tsuchiya S, Myomoto A, Saito SY, Yamamoto T, Yamazaki T, Iino M, Tsujimoto G, Watanabe M, Takeshima H.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 363 Pages: 835-839
  • Peer Reviewed
• [Presentation] グルタミン酸受容体GluRδ2は成体マウスにおける登上線維単一支配の維持に必須である (2008)
  • Author(s): 宮崎 太輔・渡辺 雅彦
  • Organizer: 第113回解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 大分県・大分大学
  • Year and Date: 20080327-29
• [Presentation] GLAST分子欠損マウスにおけるバーグマングリアの形態分化異常および形態学的登上線維多重支配 (2007)
  • Author(s): 宮崎 太輔・田中 光一 渡辺 雅彦
  • Organizer: Neuro 2007第30回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜・パシフィコ横浜
  • Year and Date: 20070910-12