脳老化特異的なタンパクの発現及びリン酸化変動の解析

脑衰老特异性蛋白表达及磷酸化变化分析

基本信息

批准号：
20019039
负责人：
齊藤実
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

加齢性記憶障害は脳老化の重要な表現型であるが、発生の分子メカニズムは殆ど分かっていない。我々はこれまでのショウジョウバエを用いた研究から、cAMP/PKAシグナリング活性により加齢性記憶障害が起こることを示してきた。ではどのようなタンパクのcAMP/PKAシグナリングによるリン酸化が加齢性記憶障害を引き起こすのか?そのことを知るため、加齢性記憶障害が抑制されたPKA変異体DCO/+と野生型とで、加齢に伴うリン酸化タンパクの動態を比較するプロテオミクス解析を行った。その結果、野生型で加齢に伴う高度なリン酸化が伺われるPyruvatecarboxylase(PCase)がDCO/+ではリン酸化が顕著に抑制されることを見出した。一方、我々はDCO/+のある系統では若齢体で記憶亢進が起きていることを見出した。そこで詳細な行動遺伝学的解析を行い、特に麻酔耐性記憶(ヒトで言うところの一夜漬け記憶)がPKA活性を50〜60%に下げることで、顕著に増加することを明らかにした。近年Notchの転写活性による長期記憶過程が、アルツハイマー病で顕著に障害されることを示唆する所見が哺乳類、ショウジョウバエモデルで示されている。しかし、長期記憶に関わるNotc情報伝達系は明らかになっていない。我々はNotch転写活性が長期記憶形成に伴い上昇すること、細胞接着因子KlgがNotch下流にあって(Notch活性による発現制御を受けて)、Notch依存性の長期記憶形成を制御していることを生化学的・遺伝学的に証明した。

与年龄相关的记忆障碍是脑衰老的重要表型，但是发育的分子机制在很大程度上尚不清楚。先前使用果蝇的研究表明，CAMP/PKA信号传导活动会导致与年龄相关的记忆障碍。那么，CAMP/PKA信号传导的哪种蛋白质磷酸化会引起与年龄有关的记忆障碍？为了找出这一点，我们进行了蛋白质组学分析，以比较与年龄相关的PKA突变体DCO/+与野生型之间的磷蛋白的动力学，从而抑制了与年龄相关的记忆障碍。结果，我们发现丙酮酸羧化酶（PCase）是一种野生型，具有与年龄相关的高磷酸化，在DCO/+中受到了显着抑制。另一方面，我们发现某些DCO/+菌株中的年轻人发生了记忆多动症。为了实现这一目标，进行了详细的行为遗传分析，并发现当PKA活性降低到50-60％时，抗麻醉的记忆（过夜记忆称为人类）特别明显增加。近年来，调查结果表明，在哺乳动物和果蝇模型中已经显示了由于凹口转录活性引起的长期记忆过程显着受损。但是，尚未透露参与长期记忆的NOTC信息传输系统。我们已经从生化和遗传上证明了Notch转录活性随长期记忆的形成而增加，并且细胞粘附因子KLG KLG在Notch的下游（通过Notch活性控制表达控制），并且调节了Notch依赖性的长期记忆形成。