樹状突起スパインへの選択的蛋白集積メカニズムに関する研究

树突棘选择性蛋白质积累机制研究

基本信息

批准号：
17023008
负责人：
白尾智明
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Gunma University
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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

ドレブリンは細胞内のアクチン細胞骨格のポラリティーに関与したアクチン結合蛋白であるが、特にドレブリンの神経特異的アイソフォームであるドレブリンAは成熟脳においてはスパインへの局在が顕著である。ドレブリンAは、スパイン形成の極めて初期から集積が認められ、また、他のスパイン蛋白の集積に必須であるという特徴がある。そこで、本研究では、シナプス形成過程および可塑性における蛋白のスパインへの選択的集積メカニズムを、ドレブリンAをモデルとして解析し、「集積を制御する細胞間シグナル」と「集積の分子マシナリー」を解明することを目指した。我々はまず、神経細胞培養をもちいた薬理学的および遺伝子工学的解析を行い、グルタメートの強い刺激がNMDA型受容体を介してドレブリンーアクチン複合体をスパインからシャフトへ移動させることを発見した(MCN in press)。またドレブリンAを未だ発現していないシナプス形成期以前の未熟神経細胞に、cDNAのマイクロインジェンクションによりドレブリンAを発現させ、シナプス形成を促進させる試みをした。その結果、PSD-95の集積は促進できたが、スパインを形成せずにメガポディアを形成することを発見した(MCN.2005)。また、NMDA型受容体のスパイン集積はPSDに依存性であるという報告が従来有ったので、ドレブリンAの発現を、特異的アンチセンスオリゴヌクレオチドを用いて抑制したところ、ホメオスタティック可塑性としてのNMDA型受容体のシナプティックターゲッティングが特異的に阻害されることがわかった(J.Neurochem. in press)。

Drebulin是一种参与细胞内肌动蛋白细胞骨架极性的肌动蛋白结合蛋白，但是Drebulin A（Drebulin的神经体质同工型）在成熟的大脑中尤为突出，并且其对脊柱的定位是显着的。 Drebrin A的特征是从脊柱形成的早期阶段积聚，对于其他脊柱蛋白的积累至关重要。因此，在这项研究中，我们分析了在突触形成过程中选择性积累蛋白质的机制，并使用DREBRIN A作为模型进行了可塑性，旨在阐明“调节积累的细胞间信号”和“积累的分子机械”。我们首先使用神经元培养物进行了药理学和遗传工程分析，发现强烈的谷氨酸转移会通过NMDA型受体从脊柱转移到轴（Press MCN）。此外，我们试图通过在突触形成之前对未成熟神经元的显微注射cDNA来表达drebulin a，该神经元尚未表达drebulin a并促进突触形成。结果，我们发现可以促进PSD-95的积累，但它形成了巨型巨豆病，而无需形成棘突（McN。2005）。此外，由于有报道称NMDA型受体的脊柱积累取决于PSD，因此发现，当使用特定的反义寡核苷酸抑制Drebulin A的表达时，突触靶向NMDA型受体的突触靶向，将NMDA型受体的表达抑制为稳态，因为稳态被特异性地抑制（J. NeuroChibhem）。