アクチビンによるシナプス可塑性・記憶保持の制御機構

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記憶の保持や長期増強(LTP)などのシナプス可塑性の長期的持続には、ニューロンにおける遺伝情報の発現が必要である。さらに、記憶が固定化される際には、シナプス形態の変化による新しい回路網の形成が惹起され、安定した情報として回路網に蓄えられる可能性が示唆されている。我々が単離した海馬LTPに伴い発現が誘導されるLTP応答遺伝子のうちの一つがコードするアクチビンは、TGF-betaファミリーに属するリガンド蛋白質で分化誘導因子としての機能が知られていた。我々は、アクチビンが海馬LTPの後期相(L-LTP)の保持やシナプス形態調節に果たす役割を解析した。結果と考察:海馬のアクチビン機能阻害は、LTPの誘導や初期相(E-LTP)には影響を与えなかったが、L-LTPを阻害した。一方、海馬のアクチビン機能増強は、LTP持続時間の増大を引き起こした。また、初代培養ニューロンをアクチビン処理すると、樹状突起スパインが長くなると同時に、プレシナプスとポストシナプスの接触数が増大した。アクチン重合阻害剤は、アクチビンによるLTP持続の増強を抑制するとともに、アクチビンによるスパイン形態変化・プレポスト接触数の増大のいずれをも阻害した。また、これらのアクチビン作用はMAP kinaseシグナル系を用いていた。これらのことは、L-LTPの持続メカニズムの一つとして、「LTPの誘導に伴うアクチビン遺伝子の発現→スパインアクチン動態の変化→スパイン形態の変化→プレポスト接触数の増大→L-LTP持続」という経路があることを示唆している。