シナプス形成過程におけるPSD蛋白質Cupidinの機能 -シナプス形態への影響

PSD蛋白Cupidin在突触形成过程中的功能——对突触形态的影响

基本信息

批准号：
12780573
负责人：
白石陽子
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

Cupidin(別名Homer2a/vesl2Δ11)は、後シナプス肥厚部(PSD)に局在する蛋白質であり、代謝型グルタミン酸受容体1α/5型、イノシトール三燐酸受容体、リアノジン受容体などと結合し、またShankとの結合を介してGKAP-PSD95-NMDA受容体とも複合体を形成することから、細胞内情報伝達経路に関わる蛋白質群を局所的に集める役割を担っていると考えられている。さらに、Cupidinは細胞骨格因子である繊維状アクチン、アクチン結合蛋白質であるdrebrin、そして細胞骨格制御因子である活性型Cdc42とも相互作用することから、後シナプスの情報伝達だけでなく形態形成という観点からもCupidinの生理的役割を検討する必要がある。そこで本研究ではCupidinおよび上記蛋白質群との結合能を欠失した変異型Cupidinを発現するアデノウイルスベクターを作成し、初代培養系海馬神経細胞にシナプスが形成される時期に感染させ、後シナプスであるスパインの形態を観察すると共に、シナプス分子を免疫組織学的に検出することによりシナプス形成に及ぼす影響を解析した。その結果、野生型Cupidinを強制発現させた場合、より成熟したシナプスに見られるマッシュルーム型形態を持つスパインの出現頻度が高くなり、またシナプス分子の免疫組織学的シグナル強度が増大した。反対に種々の変異型Cupidinのなかには、それらを強制発現させた場合、異常なスパイン形態と共に未成熟なシナプス形成が誘導されるケースが観察された。すなわちCupidinと複合体をなす分子群の組み合わせのなかにはスパイン形態に影響をおよぼす分子間相互作用が存在し、PSDにおけるCupidinの存在はスパインの成熟にともなうシナプスの成熟にも関与することが示唆された。

Cupidin（也称为 Homer2a/vesl2Δ11）是一种定位于突触后增厚区（PSD）的蛋白质，是一种定位于突触后增厚区（PSD）的蛋白质，是一种作用于代谢型谷氨酸受体 1α 的蛋白质/5、肌醇三磷酸受体、兰尼碱受体等。由于它与 GKAP-PSD95-NMDA 受体结合，并且还通过与 Shank 结合而与 GKAP-PSD95-NMDA 受体形成复合物，因此它被认为在局部聚集参与细胞内信号转导途径的蛋白质中发挥作用。此外，Cupidin 与丝状肌动蛋白（一种细胞骨架因子）、drebrin（一种肌动蛋白结合蛋白）和活化的 Cdc42（一种细胞骨架调节因子）相互作用。还需要考虑 Cupidin 的生理作用。因此，在本研究中，我们创建了表达Cupidin的腺病毒载体以及缺乏与上述蛋白质基团结合能力的Cupidin突变体，并在突触形成时感染原代培养的海马神经元并观察了形态。并通过免疫组织学检测突触分子分析其对突触形成的影响。结果，当野生型Cupidin被迫表达时，在更成熟的突触中看到的蘑菇状刺的频率增加，突触分子的免疫组织化学信号强度增加。相反，当观察到各种Cupidin突变体的强制表达时，诱导了异常的脊柱形态和不成熟的突触形成。换句话说，有人认为，在与 Cupidin 形成复合物的分子组合中，存在影响脊柱形态的分子间相互作用，并且 PSD 中 Cupidin 的存在也与脊柱成熟时的突触成熟有关。