小胞体膜タンパクの樹状突起とスパインでの挙動

树突和棘中内质网膜蛋白的行为

基本信息

批准号：
18019011
负责人：
井上貴文
金额：
$ 3.58万
依托单位：
Waseda University (2007)The University of Tokyo (2006)
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに培養海馬神経細胞の樹状突起で1型IP3受容体に特異的なアクチン骨格依存的な側方拡散制御を見いだした。IP3受容体がシナプス可塑性に重要な働きをしている小脳プルキンエ細胞のスパインでもこの様な機構が働いていれば、アクチン骨格を介して活動依存的にIP3受容体の側方拡散の度合いを変化させ、スパインにIP3受容体を止めおくことによリスパイン内部のCa2+放出活性を調節し、ひいてはシナプス可塑性を制御している可能性がある。これを検討するためにプルキンエ細胞樹状突起に蛍光タンパクを融合した小胞体膜タンパクを遺伝子銃を用い発現させ、二光子励起顕微鏡を用い蛍光退色回復(FRAP)法により、小胞体膜タンパクの移動速度を解析した。プルキンエ細胞樹状突起でのIP3受容体各タイプとSERCAタンパクの拡散速度を測定した。内在性の1型IP3受容体の影響を避けるため、3型IP3受容体の拡散速度の計測のためには1型IP3受容体ノックアウトマウスを用いた。IP3受容体の拡散速度はSRCAより遅く、やはリアクチン骨格依存的であったが、海馬とは異なり1型と3型のIP3受容体の間の差はなかった。この結果は、IP3受容体は樹状突起幹部と同様に、アクチン骨格依存的な側方拡散制御機構があるが海馬神経細胞とは異なる機構によることを示唆する(投稿準備中)。次にスパインと樹状突起間でのIP3受容体とSERCAタンパクの移動速度を検討した。そのために異なる蛍光波長の蛍光タンパクをそれぞれのER膜タンパクに融合した遺伝子を同時に小脳切片中のプルキンエ細胞に発現させ、両者のスパインと樹状突起間での拡散速度の差を検討した。その結果、IP3受容体はスパインでもSERCAより拡散速度が遅いことが明らかとなった(投稿準備中)。更に、この拡散速度の差に活動依存性があることが明らかになりつつある。

我们之前在培养的海马神经元树突中发现了肌动蛋白骨架依赖性横向扩散控制，该控制对 1 型 IP3 受体具有特异性。如果这种机制在小脑浦肯野细胞的棘中起作用，其中 IP3 受体在突触可塑性中发挥重要作用，那么就有可能通过肌动蛋白骨架以活性依赖性方式改变 IP3 受体的横向扩散程度。通过允许 IP3 受体保留在脊柱中，它可以调节 lispine 内的 Ca2+ 释放活性，进而控制突触可塑性。为了检查这一点，我们使用基因枪表达与浦肯野细胞树突融合的内质网膜蛋白，并使用双光子激发显微镜进行荧光光漂白恢复（FRAP）技术的速度分析。我们测量了浦肯野细胞树突中每种类型的 IP3 受体和 SERCA 蛋白的扩散速率。为了避免内源性1型IP3受体的影响，使用1型IP3受体敲除小鼠来测量3型IP3受体的扩散速率。 IP3受体的扩散速率比SRCA慢，并且依赖于反应素支架，但与海马中不同的是，1型和3型IP3受体之间没有差异。这一结果表明，IP3受体与树突干一样，具有肌动蛋白骨架依赖性横向扩散控制机制，但该机制与海马神经元的机制不同（准备提交）。接下来，我们研究了IP3受体和SERCA蛋白在棘和树突之间的运动速度。为此，我们在小脑切片的浦肯野细胞中同时表达了不同荧光波长的荧光蛋白与每个内质网膜蛋白融合的基因，并检查了两种类型的棘和树突之间的扩散速率差异。结果发现，即使在脊柱中，IP3受体的扩散速度也比SERCA慢（准备提交）。此外，越来越清楚的是，这种扩散速率的差异取决于活动。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Cytosolic inositol 1,4,5-trisphosphate dynamics during intracellular calcium oscillations in living cells.

DOI：
10.1083/jcb.200512141
发表时间：
2006-06-05
期刊：
JOURNAL OF CELL BIOLOGY
影响因子：
7.8
作者：
Matsu-ura, Toru;Michikawa, Takayuki;Inoue, Takafumi;Miyawaki, Atsushi;Yoshida, Manabu;Mikoshiba, Katsuhiko
通讯作者：
Mikoshiba, Katsuhiko