高次神経機能におけるカルモデュリンキナーゼIVの遺伝子欠損マウスを用いた機能解析

钙调蛋白激酶IV基因缺陷小鼠高级神经功能的功能分析

• 批准号: 13770001
• 负责人: 阪上 洋行
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13770001/
• 关键词: カルシウム; カルモデュリン; プロテインキナーゼ; 細胞内局在; 免疫組織化学; 核; アイソフォーム

Ca^<2+>/カルモデュリン依存性プロテインキナーゼ(CaMキナーゼ)は、神経系におけるカルシウム情報伝達機構において中心的なシグナル経路を構成しているプロテインキナーゼと考えられている。本研究は、(CaMキナーゼの神経系における機能を形態学的に明らかにするために企画し以下の成果を上げた。(1)CaMキナーゼIγの単離と発現解析CaMキナーゼIγの2つの分子種(γ1,γ2)の単離に成功し全一次構造の決定した。神経系の遺伝子発現解析を施行した結果、本分子が視床下部および松果体に豊富に発現することを明らかにした。また、強制発現系で細胞内局在を検討した結果、両分子とも細胞質と神経突起に局在することを明らかにした。さらに、東北大学薬学部の福永教授との共同研究により、両分子の酵素学的な性質を明確にした。(2)CaMキナーゼIIIの単離と発現解析CaMキナーゼIIIは、伸展因子2の特異的なリン酸化酵素として、カルシウムによる蛋白質の合成の調節に深く関与していることが知られていたが、神経系の発達過程における機能を明らかにする目的で、in situハイブリダイゼーション法を用いて遺伝子発現解析を施行した。その結果、CaMキナーゼIIIは、大脳皮質などにおいて生後1週までに一過性に発現の増強が観察され、本酵素が神経発達過程のシナプス形成などに関与している可能性が示唆された。(3)CaMキナーゼIV遺伝子欠損マウスを用いて行動解析CaMキナーゼIVは、これまでの我々の発現解析より、脊髄後角および後角神経節に発現していることが知られている。本酵素の侵害刺激に対する機能を明確にするために、遺伝子欠損マウスを用いて、侵害刺激応答に対する行動解析を施行した。その結果、hot plate test, tail flick test, formalin testなどで侵害刺激に対する応答の明らかな減弱が観察された。機序の解明のさらなる検討が必要である。以上、申請した実験計画に従い、CaMキナーゼIVの神経細胞における生理的意義の解明のために着実に研究を展開し成果をあげている。

Ca ^ 2 + > < / カ ル モ デ ュ リ ン dependency プ ロ テ イ ン キ ナ ー ゼ (CaM キ ナ ー ゼ) は, god 経 に お け る カ ル シ ウ ム intelligence 伝 of institutions に お い て center な シ グ ナ ル 経 road を constitute し て い る プ ロ テ イ ン キ ナ ー ゼ と exam え ら れ て い る. は, this study (CaM キ ナ ー ゼ の god 経 department に お け る function を morphology に Ming ら か に す る た め に enterprise results on を し following の げ た. (1) the CaM キ ナ ー ゼ I gamma の 単 from と 発 parsing CaM now キ ナ ー ゼ I gamma の 2 つ の molecules of (1, gamma gamma 2) の 単 from に し all a successful construct の decided し た. God 経 is の heritage 伝 son 発 now parse を imposed し た results, this molecular が bed bottom お よ び pineal に aboundant に 発 now す る こ と を Ming ら か に し た. ま た, forced 発 now department bureau で cell in を beg し 検 た results, struck molecular と も cytoplasm と god 経 protuberant に bureau in す る こ と を Ming ら か に し た. Youdaoplaceholder0 and Professor <s:1> Fukunaga from the School of Pharmacy, Tohoku University, と と, jointly studied によ and the な properties of ryotomygotic enzyme science を, which clearly identified に and た. (2) the CaM キ ナ ー ゼ III の 単 from と 発 parsing CaM now キ ナ ー ゼ は III, stretch factor 2 の specific な リ ン acidification enzyme と し て, カ ル シ ウ ム に よ る の synthetic の regulate に deep く masato and し て い る こ と が know ら れ て い た が, god 経 の 発 da process に お け る function を Ming ら か に す る purpose で, in Situ ハ イ ブ リ ダ イ ゼ ー シ ョ を ン method with い て posthumous son 伝 発 now parse を imposed し た. そ の results, CaM キ ナ ー ゼ は III, large 脳 cortex な ど に お い ま て born after 1 weeks で に transient に 発 is の raised strong が 観 examine さ れ, this enzyme が god 経 発 da process の シ ナ プ ス form な ど に masato and し て い が る possibility in stopping さ れ た. (3) CaM キ ナ ー ゼ IV heritage 伝 son owe loss マ ウ ス を with い て action parsing CaM キ ナ ー ゼ は IV, こ れ ま で の I 々 の 発 now parse よ り, after spinal marrow お よ び section Angle after god 経 に 発 now し て い る こ と が know ら れ て い る. Function of the enzyme の infringe stimulus に す seaborne る を clear に す る た め に, heritage 伝 son owe loss マ ウ ス を with い て, stimulate 応 answer に す seaborne る action parsing を imposed し た. そ の results, hot plate test, tail flick test, formalin test な ど で enroach on stimulus に す seaborne る 応 answer の Ming ら か な abate が 観 examine さ れ た. It is necessary to である to explain the sequence of さらなる検 to discuss が. Above, apply し た be 験 project に 従 い, CaM キ ナ ー ゼ IV の god 経 cells に お け る physiological significance の interpret の た め に to be を launched し に research を あ げ て い る.

项目成果

Yamada, M., et al.: "Loss of hippocampal CA3 pyramidal neurons in mice lacking STAM1"Mol. Cell. Biol.. 21. 3807-3819 (2001)

Yamada, M. 等人：“缺乏 STAM1 的小鼠海马 CA3 锥体神经元的丢失”Mol。

Rina-Susilowati, et al.: "Distribution of ca2+/calmodulin-dependent protein kinase I beta 2 in the central nervous system of the rat"Brain Research. 911. 1-11 (2002)

Rina-Susilowati 等人：“大鼠中枢神经系统中 ca2/钙调蛋白依赖性蛋白激酶 Iβ2 的分布”大脑研究。

Takano, N., et al.: "Cloning and characterization of mouse M-rdgBβ1, a homologue of Drosophila retinal degeneration B gene protein and its mRNA localization in mouse brain in comparison with other M-rdgBs"J. Neurochem. 84. 829-839 (2003)

Takano, N. 等人：“小鼠 M-rdgBβ1（果蝇视网膜变性 B 基因蛋白的同源物）的克隆和表征及其与其他 M-rdgB 相比在小鼠大脑中的定位”J. Neurochem。 -839 (2003)

Akiba, Y., et al.: "Localization of mRNAs for phosphatidylinositol phosphate kinases in the mouse brain during development"Gene Expression Pattern. (In press). (2002)

Akiba, Y. 等人：“发育过程中小鼠大脑中磷脂酰肌醇磷酸激酶 mRNA 的定位”基因表达模式。

Sakagami H. et al.: "Transient up-regulation of elongation factor-2 kinase(Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase III)mRNA in developing mouse brain"Neurosci. Lett.. 330. 41-44 (2002)

Sakagami H.等人：“发育中小鼠大脑中延伸因子2激酶（Ca^2/钙调蛋白依赖性蛋白激酶III）mRNA的瞬时上调”Neurosci。