PSDとスパインの構造・機能連関

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20019013
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡部 繁男 The University of Tokyo, 大学院・医学系研究科, 教授 (60204012)
• Keywords: シナプス後肥厚部 / スパイン / in vivo imaging / 大脳皮質 / 生後発達

Research Abstract

興奮性シナプスはシナプス後部側の細胞質構造として、樹状突起スパインとシナプス後肥厚部(postsynaptic density : PSD)を持つ。この二つの構造は興奮性シナプスの機能発現において重要である。PSDはシナプス後部膜への受容体の集積に必須の構造であり、スパインはその構造の変化がシナプス可塑性の制御に重要と考えられている。生体内でのシナプス発達過程においてスパインとPSDがどのように形成され、また両者の形成過程にどのような関連があるのか、その詳細は明らかになっていない。フィロポディア・スパインの形成とPSD構造の発達の間には、少なくとも培養細胞系では時間的な関連性があり、このような関連性を生体内で検証することが極めて重要である。本研究ではフィロポディアの形成、スパインの発達とPSDの動態を同時に個体内で観察することを目的として以下の実験を行った。
1. 子宮内電気穿孔法を利用して蛍光蛋白質標識されたPSD分子を大脳皮質錐体細胞に発現させた。GFPで標識されたHomerlc分子は分散培養系およびスライス培養系において、シナプス後部構造に対する信頼性の高い蛍光プローブとして機能することは確認済みである。GFP-Homerlcを発現する幼弱な神経細胞は正常に皮質内を移動して大脳皮質2-3層に達し、そこで正常に分化して樹状突起を形成した。
2. 上記のGFP-Homerlcを大脳皮質錐体細胞で発現するマウス個体を利用して、二光子顕微鏡によるin vivo imagingを行った。トランスジェニックマウスでGFPを錐体細胞に発現させた場合と比較して、子宮内電気穿孔法を利用した遺伝子発現ではイメージングの際の解像度が低下し、個々のスパインの形態が観察しにくいという問題点があることが明らかとなった。観察可能なスパインについて、その内部へのGFP-Homerlcの蓄積量を測定し、またin vivoで蛍光消退法(FRAP法)を用いて局所での蛋白分子のターンオーバーの速さを検討した。

Research Products

• [Journal Article] IQ decline and memory impairment in Japanese patients with chronic schizophrenia (2008)
  • Author(s): Hori, H., Noguchi H., Hashimoto R., Okabe S., Saitoh O., and H. Kunugi.
  • Journal Title: Psychiatry Research 158 Pages: 251-255
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Co-localization of a novel transcriptional repressor simiRP58 with RP58 (2008)
  • Author(s): Takahashi, A., Hirai, S., Ohtaka-Maruyama, C., Miwa, A., Hata, Y., Okabe, S. and H. Okado
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications 368 Pages: 637-642
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of dendritic spine morphology by an NMDA receptor-associated Rho GTPase-activating protein, P250gap (2008)
  • Author(s): Nakazawa, T., Kuriu, T., Tezuka, T Umemori, H., Okabe, S., and Yamamoto, T.
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry 105 Pages: 1384-1393
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Schizotypal traits in healthy women predict prefrontal activation patterns during a verbal fluency task : A near-infrared spectroscopy study (2008)
  • Author(s): Hori, H., Nagamine, M., Soshi, T., Okabe, S., Kim, Y and H. Kunugi
  • Journal Title: Neuropsychobiology 57 Pages: 61-69
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Personality in schizophrenia assessed with the Temperament and Character Inventory(TCI) (2008)
  • Author(s): Hori, H., Noguchi, H., Hashimoto, R., Nakabayashi, T., Saitoh, O., Murray, R. M., Okabe, S., and H. Kunugi
  • Journal Title: Psychiatry Research 160 Pages: 175-183
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reeiprocal interaction with G-actin and tropomyosin is essential for aquaporin-2 trafficking (2008)
  • Author(s): Noda, Y., Horikawa, S, Kanda, E., Yamashita, M., Meng, H., Eto, K., Kuwahara, M., Hirai, K., Pack, C., Kinio. M., Okabe S., and S. Sasaki
  • Journal Title: Journal of Cell Biology 182 Pages: 587-601
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Molecular mechanism of synapse fbrmation in the cortex (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] 光学顕微鏡によるシナプス動態の解析 (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: 日本顕微鏡学会第52回シンポジウム「顕微鏡の最先端科学への貢献」
  • Place of Presentation: 千葉県千葉市千葉大学西千葉キャンパス
  • Year and Date: 2008-10-18
• [Presentation] 二光子顕微鏡による生体・組織イメージング (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: 第17回浜松医科大学メディカルホトニクス・コース
  • Place of Presentation: 静岡県浜松市浜松医科大学
  • Year and Date: 2008-07-29
• [Presentation] 出生後の脳発達においてRcc1の果たす核一細胞質間物質輸送の機能 (2008)
  • Author(s): 西井清雅、西本毅治、橋爪華奈子、熊井まどか、宮野有美、柴田洋三郎、岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] 断片化Cre recombinase会合に対する二量体結合因子の促進効果と神経細胞への応用に関する研究 (2008)
  • Author(s): 丸尾知彦、海老原達彦、佐藤映美、根東覚、岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] 遺伝子改変マウスによるコルタクチンの神経細胞内機能解析 (2008)
  • Author(s): 田中慎二、佐藤隆史、原田彰宏、岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] 活動性操作時の神経細胞移動のイメージング (2008)
  • Author(s): 水口泰介、根東覚、岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-10
• [Presentation] NMDA受容体に会合するp250GAPによるRhoAシグナリングの制御 (2008)
  • Author(s): 中澤敬信、栗生俊彦、岡部繁男、山本雅
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-09
• [Presentation] 統合失調症型人格傾向と語流暢課題遂行中の前頭前野賦活パターン : NIRSによる検討 (2008)
  • Author(s): 堀弘明、永岑光恵、曽雌崇弘、岡部繁男、寺田純雄、金吉晴、功刀浩
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-09
• [Presentation] 発生期皮質における樹状突起とシナプスのリモデリング (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京都千代田区東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2008-07-09
• [Presentation] Organization and dynamics of postsynaptic molecules (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: 5th APICA Meeting
  • Place of Presentation: Teheran, Iran
  • Year and Date: 2008-05-17
• [Presentation] Imaging glia-synapse interactions (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: NIPS-JST International Workshop-From photon to mind-Advanced Nonlinear Imaging & Fluorescence-based Biosensors
  • Place of Presentation: 愛知県岡崎市岡崎コンファレンスセンター
  • Year and Date: 2008-04-18
• [Presentation] Imaging glia-synapse interactions (2008)
  • Author(s): 岡部繁男
  • Organizer: Experimental Biology 2008(Annual Meeting of Professional Research Scientists)
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2008-04-06
• [Remarks]
  • URL: http://synapse.m.u-tokyo.ac.jp/