シナプス可塑性の分子メカニズムにおけるリン酸化の役割-キンドリングをモデルとして-

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記憶・学習の基本現象と考えられているシナプス可塑性の分子メカニズムのうち、特にリン酸化に着目して、キンドリング現象をモデルに、生化学的検討を行った。本研究者は、これまでに、キンドリングにおけるシナプス伝達効率の上昇に、神経伝達物質の放出調節に関わるシナプシンIのリン酸化の増大が関与する可能性を示してきた。今回は、シナプシンIのリン酸化の増大を引き起す要因として、そのリン酸化酵素であるCa^<2+>/カルモジュリン依存性プロテインキナーゼII(カルモジュリンキナーゼII)に、キンドリング状態において変化が認められるかどうかを検討した。その結果、キンドリング完成後のラット脳ホモジネート中のカルモジュリンキナーゼII活性は、コントロールと比較して、海馬において増大し、また大脳皮質においても増大傾向が認められた。一方、カルモジュリンキナーゼIIの蛋白発現レベルを調べたところ、主要なαサブユニットの発現量が、同部位において低下していた。このことから、キンドリング状態におけるカルモジュリンキナーゼIIの比活性の増大が想定されたため、脳ホモジネートを可溶性画分と顆粒画分に分画し、各画分におけるカルモジュリンキナーゼIIの活性を測定比較したところ、可溶性画分に回収される活性の比率がコントロールと比べて増大しているのが明らかとなった。このことから、カルモジュリンキナーゼIIの分布が、顆粒画分から可溶性画分へと、一部変化することが、キンドリングにおけるカルモジュリンキナーゼIIの活性上昇に関与し、さらには、可塑的な変化を引き起すメカニズムのひとつとして作用している可能性が考えられた。