Comprehensively identification of molecules at synapses and non-synaptic cell-adhesion structure

全面识别突触和非突触细胞粘附结构的分子

基本信息

批准号：
21H02582
负责人：
高野哲也
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

神経細胞はシナプスと呼ばれる細胞接着構造を形成することで、脳高次機能を担う様々な神経回路網を構築する。さらに、近年では神経細胞間や非神経細胞間にシナプスではない接着構造が存在し、複雑な脳内情報伝達を生み出していることもわかってきた。しかしながら、従来までの方法では特定のシナプス及び非シナプス性接着部位の構成分子を同定することが困難であった為、分子機序やその生理的意義については依然として不明のままであった。本研究では、近依存性ビオチン標識法を用いて、特定のシナプス及び非シナプス性接着構造を制御する構成分子群の網羅的探索を行い、個々の神経回路網や非シナプス性部位特異的な形成機構と生理的意義を解明することによって、全く新しい観点からの脳の動作原理及び精神・神経疾患の病態の解明を進める。これまでに小脳皮質回路の興奮性シナプス(平行線維―プルキンエ細胞間)と抑制性シナプス(分子層抑制性介在神経細胞―プルキンエ細胞間)の構成分子を網羅的に探索するために、近位依存性ビオチン標識(Split-TurboID)法を用いた解析を行なった。まず、Split-TurboID法を用いて小脳の興奮性シナプスと抑制性シナプスの構成分子がビオチン標識されるのか検討したところ、生体組織中の特定のシナプス分子がSplit-TurboID法によって標識されていることを観察した。そこで、実際にこれらの特定のシナプス構成分子を同定するために質量分析解析を行なったところ、興奮性シナプス特異的分子成分として70以上ものタンパク質を同定した。

神经元形成称为突触的细胞粘附结构，并建立各种神经网络，这些神经网络具有较高的功能。此外，已经发现，近年来，神经元和非神经元细胞之间存在非突触粘附结构，从而创造了复杂的大脑信息传播。但是，由于常规方法很难鉴定出特定突触和非突触粘附位点组成的分子，因此分子机制及其生理意义尚不清楚。 In this study, we will comprehensively explore the group of constituent molecules that control specific synaptic and nonsynaptic adhesion structures using near-dependent biotin labeling, and by elucidating the formation mechanisms and physiological significance of individual neural networks and nonsynaptic site-specific formation mechanisms and physiological significance, we will develop a completely new perspective to clarify the brain's operating principles and心理和神经疾病的病理学。到目前为止，我们已经使用近端依赖性生物素标记（分裂涡轮）方法进行了分析，以全面地探索兴奋性突触（平行纤维 - 纯纤维细胞）和抑制性突触（分子层抑制性中介神经元 - 豆科蛋白神经元）的组成分子。首先，我们研究了小脑中的兴奋性和抑制突触的分子是生物素标记的，并且观察到活组织中的特定突触分子是通过裂毛涡流方法标记的。因此，进行了质谱分析以鉴定这些特定的突触分子，并将70多种蛋白识别为兴奋性突触特异性分子成分。