発達期からの慢性ニコチン曝露がもたらす神経回路変容の統合的理解

全面认识发育期长期接触尼古丁引起的神经回路变化

基本信息

批准号：
20H03410
负责人：
山崎美和子
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ニコチン性アセチルコリン受容体は、タバコの主成分であるニコチンと結合することにより様々な神経伝達修飾作用を及ぼす。よく知られたニコチン依存に加え、近年では発達期からのニコチン曝露がオピオイド系を始めとする薬物依存への道筋をつけるという新たな可能性が示唆されているが、その生物学的なメカニズムや脳内での局在やその分子機構にも未だ不明な点が多い。本研究ではニコチン性アセチルコリン受容体を介した神経伝達修飾の解剖学的な基盤を示し、発達期からのニコチン曝露が神経回路にどのような構造的・機能的な変容をもたらすかを明らかにする。これまでに、解析に必要な特異抗体やプローブ開発に成功した。中でもニコチン摂取量の上限を規定すると考えられているa3b4受容体に対する抗体開発に成功し、、これらの抗体を用いた免疫染色により、野生型マウスの内側手綱核―脚間核経路に選択的に局在していることを明らかにすることができた。この免疫反応はｂ４欠損マウスで消失しており、特異的シグナルの検出に成功したと判断された。このa3b4受容体の発現は、他のニコチン性受容体の発現に必須であるシャペロン分子TMEM35Aの欠損マウスでも変化が認められなかった。したがってa3b4受容体は、他の多くのニコチン性受容体とは別系統の発現制御機構を必要とする可能性が示唆された。また、免疫電顕によりa3b4受容体の詳細な細胞内分布についても解析を進めることができた。特に内側手綱核では投射ニューロンの樹状突起のシナプス外の細胞膜、脚間核では、内側手綱核からの投射神経終末のシナプス外の細胞膜に豊富に存在していることが明らかとなった。内在性のa3受容体の局在は世界で初めての報告となるため、今後は連続電顕を用いた３D再構築データを加えて論文として発表する予定である。

烟碱乙酰胆碱受体通过与烟草的主要成分尼古丁结合，发挥各种神经传递修饰作用。除了众所周知的尼古丁依赖之外，近年来还提出了一种新的可能性，即发育期接触尼古丁可能为包括阿片类药物在内的药物依赖铺平道路，但其生物学机制仍不清楚。它在大脑中的定位及其分子机制。在这项研究中，我们证明了通过烟碱乙酰胆碱受体调节神经传递的解剖学基础，并阐明了发育时期接触尼古丁给神经回路带来的结构和功能变化。到目前为止，我们已经成功开发出了分析所需的特异性抗体和探针。特别是，我们成功地开发了针对 A3B4 受体的抗体，该受体被认为决定了尼古丁摄入量的上限，并且使用这些抗体进行的免疫染色表明，它们选择性地靶向野生型小鼠的内侧缰核-脚间核通路。能够证明它是本地化的。这种免疫反应在 b4 缺陷小鼠中消失，表明特定信号被成功检测到。即使在缺乏伴侣分子 TMEM35A 的小鼠中，这种 a3b4 受体的表达也没有变化，而伴侣分子 TMEM35A 对于其他烟碱受体的表达至关重要。这表明 a3b4 受体可能需要与许多其他烟碱受体不同类型的表达控制机制。此外，我们能够使用免疫电子显微镜进一步分析 A3B4 受体的详细细胞内分布。特别是，发现其在内侧缰核投射神经元树突的突触外细胞膜中以及脚间核中内侧缰核投射神经末梢的突触外细胞膜中含量丰富。由于这是世界上第一份关于内源性 A3 受体定位的报告，我们计划发表一篇使用连续电子显微镜进行 3D 重建数据的论文。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Yale大学(米国)

耶鲁大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Compartmentalized Input?Output Organization of Lugaro Cells in the Cerebellar Cortex

小脑皮层 Lugaro 细胞的区室化输入输出组织

DOI：
10.1016/j.neuroscience.2020.05.026
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
3.3
作者：
Miyazaki Taisuke;Yamasaki Miwako;Tanaka Kenji F.;Watanabe Masahiko
通讯作者：
Watanabe Masahiko

Development of an L-type Ca 2+ channel-dependent Ca 2+ transient during the radial migration of cortical excitatory neurons

皮质兴奋性神经元径向迁移过程中 L 型 Ca 2 通道依赖性 Ca 2 瞬变的发展

DOI：
10.1016/j.neures.2020.06.003
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
2.9
作者：
Horigane S; Hamada S; Kamijo S; Yamada H; Yamasaki M; Watanabe M; Bito H; Ohtsuka T; Takemoto
通讯作者：
Takemoto

オーフス大学(デンマーク)

奥胡斯大学（丹麦）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

SIPA1L1/SPAR1 Interacts with the Neurabin Family of Proteins and is Involved in GPCR Signaling

SIPA1L1/SPAR1 与 Neurabin 蛋白家族相互作用并参与 GPCR 信号转导

DOI：
10.1523/jneurosci.0569-21.2022
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Matsuura　K.; Kobayashi S.; Konno K.; Yamasaki M.; Horiuchi T.; Senda T.; Hayashi T.; Satoh K.; Arima;Akiyama T.
通讯作者：
Akiyama T.