グルタミン酸シグナルによる忌避学習・記憶の制御機構の解明

阐明谷氨酸信号对回避学习和记忆的控制机制

• 批准号: 21K06428
• 负责人: 船橋 靖広
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Fujita Health 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06428/
• 关键词: グルタミン酸; NMDA; 忌避行動; 学習・記憶; CaMKII; Rho-kinase; シナプス可塑性; 樹状突起スパイン; カルシウム; リン酸化

本年度は、Rho-kinase（ROCK）が忌避学習・記憶に関与するかどうか検証するため、忌避刺激としてマウス足裏への電気ショックを用いた受動回避試験を行った。Rho-kinaseにはROCK1とROCK2の２つのアイソフォームが存在し高い相同性を有するため、Rock1 floxed マウスとRock2 floxedマウスを交配し、Rock1:Rock2 floxedマウスを作製した。アデノ随伴ウイルス（AAV）を用いて、このマウスの側坐核の中型有棘神経細胞にCre recombinaseを発現させ、ROCK1とROCK2を欠損させた。対照マウスと比較して、ROCK1とROCK2を欠損させたマウスでは、学習・記憶力が低下した。さらに、Rho-kinaseの基質として同定したSHANK3についても同様に、Shank3 floxedマウスの側坐核の中型有棘神経細胞にCre recombinaseを発現させ、SHANK3を欠損させた。受動回避試験の結果、対照マウスと比較して、SHANK3を欠損させたマウスでは、学習・記憶力が低下した。また、Rho-kinase の基質として同定したシナプスタンパク質のSYNGAP1とPSD-93の解析を行い、Rho-kinaseがNMDA受容体の下流で、SYNGAP1およびPSD-93をリン酸化することを明らかにした。Rho-kinaseによるSYNGAP1のリン酸化は、PSD-95からの解離を促進し、Ras-ERKシグナルの活性化し、樹状突起スパインの増大を促進した (Wu et al. Neurochem Res 2022)。Rho-kinaseによるPSD-93のリン酸化は、PSD-95やNMDA受容体との結合を促進し、樹状突起スパインの増大を促進した (Hossen et al. Int J Mol Sci 2022)。

今年，为了验证Rho-kinase（Rock）是否参与驱虫剂学习和记忆，用电击对小鼠脚的底部作为驱虫刺激进行了被动回避测试。由于Rho-kinase具有两种同工型Rock1和Rock2，并且它们具有高的同源性，因此将Rock1 Floxed和Rock2 Floxed小鼠交叉以产生Rock1：Rock2 Floxed小鼠。腺相关病毒（AAV）用于在伏伏核中折叠神经元中表达CRE重组酶，缺乏Rock1和Rock2。与对照小鼠相比，缺乏Rock1和Rock2的小鼠的学习和记忆力减少了。此外，对于被鉴定为Rho-激酶底物的shank3，CRE重组酶在Shank3 floxed小鼠的中孔神经细胞中表达，而Shank3则不足。由于被动回避测试，与对照小鼠相比，Shank3缺陷小鼠的学习和记忆力降低。我们还分析了突触蛋白Syngap1和PSD-93，这些突触蛋白被鉴定为Rho-Kinase的底物，并揭示了Rho-kinase磷酸化NMDA受体下游的Syngap1和PSD-93。 Rho-激酶对Syngap1的磷酸化促进了从PSD-95，激活的Ras-ERK信号和树突状脊柱增加的解离（Wu等人NeuroChem Res 2022）。 Rho-激酶的PSD-93磷酸化促进了与PSD-95和NMDA受体的结合，并增加了树突状脊柱（Hossen等人Int J Mol Sci 2022）。

项目成果

グルタミン酸-CaMKII-Rhoシグナルによる忌避学習・記憶の制御機構

谷氨酸-CaMKII-Rho信号对回避学习记忆的控制机制

• 发表时间: 2023
• 作者: 船橋 靖広;貝淵 弘三
• 通讯作者: 貝淵 弘三

NMDAによるCaMKII-RhoA-Rho-kinase経路の活性化が忌避学習を制御する

NMDA 激活 CaMKII-RhoA-Rho 激酶通路调节回避学习

• 发表时间: 2022
• 作者: 船橋 靖広;Ahammad Rijwan Uddin;張 心健;Emran Hossen;Faruk Md. Omar;王 緩緩;呉 敏華;許 伊凡;坪井 大輔;西岡 朋生;黒田 啓介;天野 睦紀;崎村 建司;内野 茂夫;山田 清文;永井 拓;貝淵 弘三
• 通讯作者: 貝淵 弘三

Dopamine drives neuronal excitability via KCNQ channel phosphorylation for reward behavior

• DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111309
• 发表时间: 2022-09-06
• 期刊: CELL REPORTS
• 影响因子: 8.8
• 作者: Tsuboi，Daisuke;Otsuka，Takeshi;Kaibuchi，Kozo
• 通讯作者: Kaibuchi，Kozo

藤田医科大学 精神・神経病態解明センター 細胞生物学部門

藤田保健大学精神与神经病理学研究中心细胞生物学系

藤田医科大学 医科学研究センター 神経・腫瘍のシグナル解析プロジェクト研究部門

藤田保健大学医学科学研究中心神经与肿瘤信号分析项目研究部