異種GPCR間の結合を介した新たな小脳運動学習制御機構の解明

阐明不同 GPCR 之间的连接介导的新小脑运动学习控制机制

基本信息

批准号：
20K22745
负责人：
坂入伯駿
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-09-11 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

運動の反復によって動きの滑らかさや正確性が獲得される学習過程を運動学習と呼ぶ。運動学習は主に小脳がその機能を担っており、小脳疾患における運動や発話の障害にも関わる重要な機能である。小脳運動学習が生じる仕組みは、プルキンエ細胞のシナプス上に発現する1型代謝型グルタミン酸受容体(mGluR1)の活性化、及びそれを起点として生じる長期抑圧(LTD)という現象により説明される。近年の研究で、GABA-B受容体(GBR)がmGluR1と同じシナプス上に発現してLTDを増強する現象が発見されたが、その機序は未解明であった。申請者はmGluR1とGBRが結合すること、また両受容体が双方向にシグナルを調節することを発見し、さらに受容体間の結合状態とシグナル調節とが連動して生じる可能性を見出した。これらの発見を踏まえ、本研究ではmGluR1とGBRの結合状態変化の観点からLTD増強の機序解明を目指している。本年度は前年度に明らかになった課題を踏まえて、GBR恒常発現HEK細胞を新たに樹立し、更にこれを基にGBR恒常発現mGluR1誘導発現HEK細胞を樹立した。これによって、受容体間の結合やシグナル調節についてこれまで困難であった実験手法を適用できるようになり、現在技術導入を進め、既に新たな知見を得つつある。これにより、今まで十分な解析が難しかった両受容体の結合とシグナル調節の因果関係が明らかになると期待され、GBRの活性化によるmGluR1のシグナル増強について受容体分子レベルでのメカニズム解明につながる。

通过重复动作获得动作的流畅性和准确性的学习过程称为运动学习。运动学习主要由小脑执行，是一项重要功能，也与小脑疾病中的运动和言语障碍有关。小脑运动学习发生的机制可以通过浦肯野细胞突触上表达的 1 型代谢型谷氨酸受体 (mGluR1) 的激活以及源自这种激活的长期抑郁 (LTD) 现象来解释。最近的研究发现，GABA-B受体（GBR）与mGluR1在同一突触上表达并增强LTD，但其机制仍不清楚。申请人发现mGluR1和GBR结合并且两种受体双向调节信号，并且还发现受体之间的结合状态和信号调节可能同时发生。基于这些发现，本研究旨在从mGluR1和GBR结合状态变化的角度阐明LTD增强的机制。今年，基于前一年发现的问题，我们建立了新的组成型表达GBR的HEK细胞，并在此基础上，我们建立了组成型表达GBR mGluR1的HEK细胞。这使得将以前困难的实验技术应用于受体之间的结合和信号调节成为可能，我们目前正在引入新技术并已经获得了新知识。这有望揭示迄今为止难以完全分析的两种受体结合与信号调节之间的因果关系，并在受体分子水平上阐明GBR激活导致的mGluR1信号增强的机制。