頸動脈小体の感覚性長期増強反応および低酸素適応反応におけるシナプス可塑性の役割

突触可塑性在颈动脉体感觉长时程增强和缺氧适应反应中的作用

• 批准号: 21K05953
• 负责人: 山本 欣郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Iwate University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05953/
• 关键词: 頸動脈小体; 低酸素; シナプス可塑性; ラット

前年度に引き続き、頸動脈小体化学受容細胞および感覚神経終末における小胞分泌関連タンパク質の解析を行った。頸動脈小体の化学受容細胞にはCAMK2β、γおよびδが、感覚神経終末にはCAMK2βおよびγが存在することに加え、化学受容細胞および感覚神経終末ともに細胞外シグナル制御キナーゼ１および２（ERK1/2）が存在することを見出した。ERKの阻害により化学受容細胞の低酸素受容能が低下することが報告されていることから、ERKはCAMK2に加えて頸動脈小体のシグナル調節分子の候補であると考えられる。さらに、神経終末にはリン酸化ERK、シナプシンⅠ、リン酸化シナプシンⅠが認められることがわかった。このことから、頸動脈小体内ではキナーゼ活性の調節によって低酸素に対する反応性を調節することが予測された。間歇低酸素暴露の実験においては、短期間の暴露に加えて、4週間（1日あたり5分間に1回5％O2を8時間）の間歇低酸素暴露実験を行った。実験群ではCAMK2、ERK1/2の変化は明らかではなかったが、細胞全体に強いリン酸化ERK陽性反応を示す化学受容細胞が増加した。以上の結果から、低酸素暴露によりCBの化学受容細胞においてERK1/2のリン酸化による活性化が生じるとともに、核移行する分子が増加することがわかった。ERKの活性増強により、頸動脈小体内の受容体輸送、小胞分泌、タンパク質の合成が促進されている可能性がある。また、リン酸化シナプシン抗体に対する陽性反応は、コントロール群では化学受容細胞との接触面に局在するのに対し、間歇低酸素暴露では神経終末全体に分布域が拡がることが観察された。シナプシンのリン酸化により、リザーブプールから分泌小胞の解離が生じていることが示唆された。神経終末の小胞には小胞性グルタミン輸送体２が存在することが知られており、感覚神経終末におけるグルタミン放出が間歇低酸素暴露の際の頸動脈洞枝の活動亢進に関与する可能性がある。

在上一年之后，分析了颈动脉体化学感受器细胞和感觉神经末端的囊泡分泌相关蛋白。除了CAMK2β，在颈动脉体的化学感受器细胞中存在γ和δ，在感觉神经末端存在CAMK2β和γ，我们发现两个化学感受器细胞和感觉神经细胞和感觉神经末端都存在细胞外信号调节激酶1和2（ERK1/2）。据报道，ERK的抑制作用降低了化学感受器细胞的低氧可接受性，因此除了CAMK2之外，ERK被认为是颈动脉体中候选信号调节分子。此外，发现在神经末端发现了磷酸化的ERK，突触I和磷酸化的突触I。这预测，在颈动脉体内调节激酶活性会调节对缺氧的反应性。在间歇性缺氧暴露实验中，除了短期暴露外，还进行间歇性缺氧暴露实验4周（每天5％O2每天5％O2一次，持续8小时）。尽管在实验组中CAMK2和ERK1/2的变化尚不清楚，但在整个细胞中，表现出强磷酸化ERK阳性反应的化学感受器细胞的数量增加。从上述结果中，发现缺氧导致CB化学感受器细胞中ERK1/2的磷酸化引起激活，而易位分配核武器的分子数量增加。增强的ERK活性可以促进颈动脉体内的受体转运，囊泡分泌和蛋白质合成。此外，观察到对对照组的磷酸化突触素抗体的阳性反应定位于与化学感受器细胞接触的表面，而间歇性低氧暴露在神经末端散布。有人提出突触蛋白磷酸化导致分泌囊泡从储备库解离。众所周知，神经末端的囊泡含有囊泡的囊泡，在感觉神经末端处的谷氨酰胺释放可能与间歇性低氧暴露后的颈动脉窦分支的多动症有关。

项目成果

ラット頸動脈小体におけるExtracellular signal-Regurated kinases (ERK1, ERK2)の分布

大鼠颈动脉体细胞外信号调节激酶（ERK1、ERK2）的分布

• 发表时间: 2022
• 作者: 斎藤優気;中牟田信明;山本欣郎
• 通讯作者: 山本欣郎

ラット頸動脈小体の感覚神経終末における小胞分泌関連蛋白質の局在

大鼠颈动脉体感觉神经末梢中囊泡分泌相关蛋白的定位

• 发表时间: 2022
• 作者: 横山拓矢;山本欣郎;平川正人;齋野朝幸
• 通讯作者: 齋野朝幸

ラット喉頭蓋に分布する葉状神経終末の微細構造

大鼠会厌分布的脑叶神经末梢的超微结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 山本欣郎;佐々木邦明;小室岬;横山拓矢;中牟田信明
• 通讯作者: 中牟田信明

ラットSIF細胞におけるVNUTの局在

VNUT 在大鼠 SIF 细胞中的定位

• 发表时间: 2022
• 作者: 山本欣郎;斎藤優気;横山拓矢;中牟田信明
• 通讯作者: 中牟田信明

Effects of CO2 on time-dependent changes in cardiorespiratory functions under sustained hypoxia

持续缺氧条件下CO2对心肺功能时间依赖性变化的影响

• DOI: 10.1016/j.resp.2022.103886
• 发表时间: 2022
• 期刊: Respiratory Physiology & Neurobiology
• 作者: Kato Kouki;Morinaga Ryosuke;Yokoyama Takuya;Fushuku Seigo;Wakai Jun;Nakamuta Nobuaki;Yamamoto Yoshio
• 通讯作者: Yamamoto Yoshio