標的に応じて適切な大きさのシナプスを形成する仕組みの解明

阐明根据目标形成适当大小突触的机制

基本信息

批准号：
16015231
负责人：
谷藤高子
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

シナプス形成過程には、遺伝情報に従って大まかにシナプスが形成される初期過程と、活動に応じ標的細胞に合わせた伝達を可能にする適切な大きさのシナプスを形成する後期のシナプス成熟過程が含まれる。ショウジョウバエ幼虫の神経一筋シナプスにおいては、筋肉細胞の脱分極が確実に行われるために、成長に伴って筋肉細胞が大きくなるにつれ、それを支配するシナプスも成熟する。このような、標的細胞に応じたシナプス成熟過程の分子メカニズムを明らかにすることを目的として以下の実験を行った。特に、6番、7番筋肉(M6,M7)上に形成されるシナプスを用いて解析を行った。この系では、筋肉細胞の大きさはM6のほうが1.5倍大きく、それに伴って、シナプス終末の面積が大きいことが知られている。このような筋肉細胞の大きさとシナプスの大きさの相関性を私はマッチングと呼ぶことにした。これまでに、マッチングは孵化直後の幼虫には存在せず、孵化数時間後に見られること、感覚神経の活動を阻害した幼虫では、正常なパターンでの神経-筋シナプス活動が抑制され、マッチングが見られなくなることが明らかになった。マッチングを引き起こす分子機構を解明するため、種々の変異体などでマッチングが起こっているかについて調べた結果、近年、シナプス成長に必要であると注目されているBMPシグナリングはマッチングに関与していないことが明らかになった。さらに、正常なパターンで神経-筋シナプスは活動するが、筋肉の活動のみが抑制された幼虫では、マッチングは阻害されないことが明らかになった。したがって、正常なパターンで神経-筋シナプスが活動することが、マッチングに必要であると考えられる。また、マッチングには筋肉細胞内のカルシウム・カルモジュリンキナーゼIIの活性レベルが関与する可能性が考えられたので、さらに検討を続けている。

突触形成过程包括根据遗传信息大致形成突触的早期过程，以及形成适当尺寸的突触的晚期突触成熟过程，该突触允许量身定制为目标细胞的传输，以响应活动。在果蝇幼虫的神经元近视中，肌肉细胞被可靠地去极化，并且随着肌肉细胞的生长，肌肉细胞的生长越大，则控制着它们的突触也成熟。进行以下实验的目的是阐明响应靶细胞的突触成熟过程的分子机制。特别是，使用在肌肉6和7（M6，M7）上形成的突触进行分析。在该系统中，M6的肌肉细胞大小大1.5倍，并且已知突触末端的区域更大。肌肉细胞大小和突触大小之间的这种相关性称为匹配。迄今为止，孵化后的幼虫中没有立即存在匹配，并且在孵化后几个小时观察到，据揭示在抑制感觉神经活性的幼虫中，抑制了正常模式中的神经肌肉突触活性，导致无匹配。为了阐明引起匹配的分子机制，我们研究了匹配是否发生在各种突变体中，并发现近年来引起注意的BMP信号传导与匹配无关。此外，揭示了尽管神经肌肉突触在正常模式下具有活性，但在仅抑制肌肉活性的幼虫中并没有抑制匹配。因此，认为匹配需要以正常方式激活神经肌肉突触。此外，人们认为肌肉细胞中钙钙调蛋白激酶II的活性水平可能与匹配有关，因此继续进行进一步的研究。