局所的翻訳調節によるシナプス形成・可塑性制御メカニズムの解析

通过局部翻译调节控制突触形成和可塑性的机制分析

• 批准号: 20022042
• 负责人: 椎名 伸之
• 金额: $ 5.12万
• 依托单位: National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities (2009)Tokyo Institute of Technology (2008)
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20022042/
• 关键词: 神経; mRNA輸送; 局所的翻訳; RNG105; シナプス; mEPSC; mIPSC; RNG140; 神経細胞; Na^+; K^+ ATPase

神経樹状突起へのmRNA輸送と局所的翻訳は、刺激依存的なシナプス修飾ひいては学習などの高次脳機能に必須の役割を担う。我々はこれまでに、RNA結合タンパク質RNG105がNa^+/K^+ATPaseサブユニットアイソフォームなどのmRNAを樹状突起へ輸送するのに必要であること、RNG105ノックアウトマウスではシナプス形成および神経ネットワーク形成が脆弱になること等を明らかにしてきた。本年度は、RNG105ノックアウトマウスの大脳皮質から神経細胞を培養し、その電気生理学的実験によってシナプス機能の変化について解析をおこなった。その結果、mIPSCは頻度、振幅、波形幅に野生型との差はなかった。mEPSCについても頻度および振幅に差はなかったが、波形幅が野生型よりも有為に狭くなることが明らかになった。RNG105ノックアウト神経では突起部に局在する興奮性シナプスが減少するのに対し、細胞体付近に局在する興奮性シナプスが増加するという分布変化が起きており、これがmEPSCの波形幅の減少の一因と考えられた。また別の原因として、RNG105はAMPA受容体調節因子のmRNAを結合していることがわかり、そのmRNAがノックアウト神経細胞の樹状突起で減少することにより、AMPA受容体の応答性に変化が起きた可能性が考えられた。本年度はさらに、RNG105のパラログであるRNG140の解析もおこなった。RNG140はRNG105と同様に脳に最も多く発現していたが、RNG105とは異なるRNA granuleに局在した。siRNAによるノックダウン実験では、RNGl05, RNG140 RNAiともに樹状突起の長さと枝分かれを減少させることがわかった。したがって、RNG105とRNG104は異なるmRNA複合体を形成するが、ともに樹状突起の発達・維持に関与すると考えられた。

mRNA transport in the neurodendrites is responsible for essential tasks such as reverse transcription, stimulus-dependent modification, and higher-order learning. In response, RNA binding protein RNG105 was identified as Na^+/K^+ATPase, which is essential for the transport of mRNA dendrites to and from the nervous system. This year, RNG105 was selected for the analysis of the changes in the function of cerebral cortex, cerebral cortex and cerebral cells in culture and electrophysiology. Results, mIPSC frequency, amplitude, waveform amplitude, wild-type difference mEPSC RNG105: The distribution of excitatory substances decreased in the central region of the brain and increased in the central region of the cell body, and the waveform amplitude of mEPSC decreased due to a factor of change. The reason for this is that RNG105 binds to mRNA of AMPA receptor regulator, and the mRNA of AMPA receptor regulator binds to dendritic processes of neurons. This year, RNG105 and RNG140 were analyzed. RNG140 and RNG 105 are the same type of RNA granule. RNAi: RNA, RNA RNG105 and RNG104 are involved in the formation, development and maintenance of mRNA complexes.

项目成果

RNA粒子タンパク質RNG140はRNG105のパラログであるが、種間保存性、脳発現パターン、局在RNA粒子種が異なる

RNA 颗粒蛋白 RNG140 是 RNG105 的旁系同源物，但在种间保守性、大脑表达模式和局部 RNA 颗粒种类方面有所不同

• 发表时间: 2009
• 作者: Yao I;Ageta H;Setou M;瀬藤光利編;椎名伸之;椎名伸之;椎名伸之;椎名伸之
• 通讯作者: 椎名伸之

神経樹状突起におけるRNA粒子と翻訳制御

神经树突中的 RNA 颗粒和翻译控制

• 发表时间: 2009
• 期刊: 蛋白質核酸酵素 54
• 作者: Yao I;Ageta H;Setou M;瀬藤光利編;椎名伸之
• 通讯作者: 椎名伸之

RNG105 deficiency impairs the dendritic transport of Na^+/K^+ ATPase subunit isoform mRNAs and the formation of synapses and neuronal networks

RNG105 缺陷会损害 Na^ /K^ ATP 酶亚基亚型 mRNA 的树突运输以及突触和神经元网络的形成

• 发表时间: 2008
• 作者: Yao I;Ageta H;Setou M;瀬藤光利編;椎名伸之;椎名伸之;椎名伸之;椎名伸之;椎名伸之
• 通讯作者: 椎名伸之

生体高分子のショ糖密度勾配による超遠心分画

使用蔗糖密度梯度对生物聚合物进行超离心分离

• 发表时间: 2009
• 期刊: 実験医学 27
• 作者: Yao I;Ageta H;Setou M;瀬藤光利編;椎名伸之;椎名伸之
• 通讯作者: 椎名伸之

神経シナプス可塑性の分子イメージング

神经元突触可塑性的分子成像

• 发表时间: 2008
• 期刊: Clinical Neuroscience 26
• 作者: Yao I;Ageta H;Setou M;瀬藤光利編;椎名伸之;椎名伸之;椎名伸之
• 通讯作者: 椎名伸之