神経可塑性を制御するシグナル伝達経路の機能解析

控制神经可塑性的信号转导途径的功能分析

基本信息

批准号：
17024014
负责人：
飯野雄一
金额：
$ 1.66万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、体制が単純で解析のしやすいモデル動物、線虫C.elegansを用い、神経可塑性の新規の分子機構を発見することを目的とした。線虫は特定の水溶性物質や匂い物質に対して近寄る、あるいは遠ざかる行動を示す(化学走性行動)。しかし、線虫が好む匂い物質であっても、その匂い物質に曝され続けるとこれに誘引されにくくなり、場合によっては匂いから逃げるようになる。この現象を嗅覚順応と呼ぶ。哺乳類で脳に多く発現するGoタイプのG蛋白質のαサブユニットの唯一の線虫ホモログをコードするgoa-1の変異体を調べた。すると、AWC感覚神経で受容されるベンズアルデヒドなどの匂い物質に関して、goa-1変異体は顕著な嗅覚順応の欠損を示した。一方、Gqαのホモログをコードするegl-30の活性化型変異体でも嗅覚順応の欠損がみられた。細胞特異的プロモーターを用いた発現実験により、これらいずれのG蛋白質も、嗅覚神経AWCで働くことがわかった。逆に、Goの活性化型変異体をAWC神経に発現させると、順応を誘導しなくても化学走性が低下していた。このことから、Goが正に、Gqが負に嗅覚順応を制御することが示唆された。一般的にGqの下流ではホスホリパーゼCが働きジアシルグリセロールDAGが産生される。そこでDAGアナログを添加すると、嗅覚順応が阻害された。さらに、DAGを代謝する酵素、ジアシルグリセロールキナーゼDGKの変異体を調べたところ、dgk-1とdgk-3の二重変異体で嗅覚順応の欠損が見られた。従ってDAGが嗅覚順応に機能していることが推定された。活性化型GOA-1と活性化型EGL-30を同時にAWC神経で発現させたところ、EGL-30単独のときと同様の順応欠損がみられた。このことからGOA-1 GoはEGL-30 Gqの上流で働くことが示唆された。

本研究的目的是利用线虫这种结构简单、易于分析的模型动物来发现神经可塑性的新分子机制。线虫表现出接近或远离特定水溶性物质或气味的行为（趋化行为）。然而，即使线虫更喜欢某种气味剂，如果它们继续暴露于该气味剂，它们对它的吸引力就会减弱，在某些情况下，它们会逃离它。这种现象称为嗅觉适应。我们研究了 goa-1 的突变体，它编码 Go 型 G 蛋白 α 亚基的唯一秀丽隐杆线虫同源物，该蛋白在哺乳动物大脑中大量表达。他们发现 goa-1 突变体对苯甲醛等气味物质表现出明显的嗅觉适应缺陷，这些气味由 AWC 感觉神经元接收。另一方面，编码Gqα同源物的egl-30的激活突变体也表现出嗅觉适应缺陷。使用细胞特异性启动子的表达实验表明，所有这些 G 蛋白都在嗅觉神经 AWC 中起作用。相反，当 AWC 神经元中表达激活的 Go 突变体时，即使不诱导适应，趋化性也会降低。这表明 Go 正向控制嗅觉适应，而 Gq 负向控制嗅觉适应。一般来说，磷脂酶 C 作用于 Gq 下游，产生二酰基甘油 DAG。因此，当添加 DAG 类似物时，嗅觉适应就会受到抑制。此外，当我们检查二酰基甘油激酶DGK（一种代谢DAG的酶）的突变体时，我们发现dgk-1和dgk-3的双突变体在嗅觉适应方面存在缺陷。因此，推测DAG在嗅觉适应中发挥作用。当激活的 GOA-1 和激活的 EGL-30 在 AWC 神经元中同时表达时，观察到与单独使用 EGL-30 所观察到的适应缺陷相似。这表明 GOA-1 Go 作用于 EGL-30 Gq 的上游。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Goα regulates olfactory adaptation by antagonizing Gqα-DAG signaling in Caenorhabditis elegans

DOI：
10.1073/pnas.0506954103
发表时间：
2006-01-24
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Matsuki, M;Kunitomo, H;Iino, Y
通讯作者：
Iino, Y