Cbln4による抑制性シナプスと興奮性シナプス分化制御機構の解明

阐明 Cbln4 控制抑制性和兴奋性突触分化的机制

基本信息

批准号：
21K06397
负责人：
松田恵子
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

シナプス伝達物質GABAが放出される軸索直下には、主に樹状突起上のシャフトに抑制性シナプス後部が誘導され、抑制性シナプス伝達を担うGABAA受容体が、Gephyrinなどの足場タンパク質とともに集積してくるが、同じ一本の樹状突起上に、入力線維の性質に応じて、構造的・機能的に特化したシナプス後部が、樹状突起上の特定の領域に区分されて形成される分子機構についてはいまだに未解明である。申請者らは分泌性シナプスオーガナイザーCblnファミリーの機能を発見してきた。Cblnサブファミリーの一つであるCbln4は、興奮性シナプスのみならず、抑制性GABA作動性神経細胞（SST-Int）にも発現し、本申請研究において作成したHA tag Cbln4トランスジェニックマウスの詳細な検討により、海馬シナプスにおいて嗅内皮質から興奮性の入力を受ける貫通線維－網状分子層シナプスのみならず、CA3錐体細胞との抑制性シナプスにも局在することを見出した。またHACbln4、HACbln1トランスジェニックマウスを用いた解析により、これらCblnファミリー分子は同じ嗅内皮質細胞に発現し、同一の軸索でありながら投射先である海馬においては異なるシナプスにそれぞれが局在していることが見出された。このことはシナプスに放出されたのち異なる受容体に依存しシナプス局在することを示唆し、機能するシナプス種が異なるという可能性が考えられた。Cbln4欠損マウスのCA1錐体細胞における表現型から、Cbln4は興奮性シナプスにおいて、適切なAMPA受容体/NMDA受容体の集積比を制御していることが明らかとなった。しかしながらCbln1欠損マウスにはこのような表現型は見られず、Cbln4欠損マウスの表現型をCbln1によってレスキューできなかったことから、Cbln4に特異的な機能であることが示唆された。

抑制性后突触部分直接在轴突下方诱导，其中突触发射器GABA释放，主要是在树突轴上释放，而GABAA受体负责抑制性突触传播与脚手架蛋白（如Gephyrin）一起积累。然而，根据输入纤维的性质，将结构和功能专业的后突触部分分为树突上的特定区域的分子机制仍然未知。申请人发现了分泌突触组织者CBLN家族的功能。 CBLN4是CBLN亚家族之一，不仅在兴奋性突触中，而且在抑制性GABA能神经元（SST-INT）中以及通过对本申请研究中创建的HA TAG CBLN4转基因小鼠的详细检查，我们发现它不仅在渗透纤维 - 逆转的分子层中的excorth contoth contoth contoth contoth中，而且是通过抑制性GABA能神经元（SST-INT）表达的。海马突触，但在与CA3锥体细胞的抑制性突触中。此外，使用HACBLN4和HACBLN1转基因小鼠进行分析表明，这些CBLN家族分子在同一内嗅皮层细胞中表达，尽管它们是相同的轴突，但它们却位于海马群中的不同突触中，该轴突在Hippocampus的不同突触中进行了预测。这表明突触定位后被释放到突触中并取决于不同的受体，以及功能突触物种不同的可能性。 CBLN4缺陷小鼠的Ca1锥体细胞中的表型表明，CBLN4调节兴奋性突触时适当的AMPA/NMDA受体的积累比。但是，在CBLN1缺陷型小鼠中未发现这种表型，CBLN1无法挽救CBLN4缺陷小鼠的表型，这表明它是CBLN4特有的功能。