グルタミン酸シグナルによる忌避学習・記憶の制御機構の解明

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本年度は、Rho-kinase（ROCK）が忌避学習・記憶に関与するかどうか検証するため、忌避刺激としてマウス足裏への電気ショックを用いた受動回避試験を行った。Rho-kinaseにはROCK1とROCK2の２つのアイソフォームが存在し高い相同性を有するため、Rock1 floxed マウスとRock2 floxedマウスを交配し、Rock1:Rock2 floxedマウスを作製した。アデノ随伴ウイルス（AAV）を用いて、このマウスの側坐核の中型有棘神経細胞にCre recombinaseを発現させ、ROCK1とROCK2を欠損させた。対照マウスと比較して、ROCK1とROCK2を欠損させたマウスでは、学習・記憶力が低下した。さらに、Rho-kinaseの基質として同定したSHANK3についても同様に、Shank3 floxedマウスの側坐核の中型有棘神経細胞にCre recombinaseを発現させ、SHANK3を欠損させた。受動回避試験の結果、対照マウスと比較して、SHANK3を欠損させたマウスでは、学習・記憶力が低下した。また、Rho-kinase の基質として同定したシナプスタンパク質のSYNGAP1とPSD-93の解析を行い、Rho-kinaseがNMDA受容体の下流で、SYNGAP1およびPSD-93をリン酸化することを明らかにした。Rho-kinaseによるSYNGAP1のリン酸化は、PSD-95からの解離を促進し、Ras-ERKシグナルの活性化し、樹状突起スパインの増大を促進した (Wu et al. Neurochem Res 2022)。Rho-kinaseによるPSD-93のリン酸化は、PSD-95やNMDA受容体との結合を促進し、樹状突起スパインの増大を促進した (Hossen et al. Int J Mol Sci 2022)。