細胞骨格によるシナプス伝達制御機構の解明

通过细胞骨架阐明突触传递控制机制

基本信息

批准号：
15K18349
负责人：
江口工学
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-01 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15K18349/
关键词：
細胞骨格微小管シナプス伝達エンドサイトーシス α-シヌクレインタウ calyx of Held パッチクランプ αシヌクレインシナプス小胞エンドサイトーシスシナプス膜容量測定法パッチクランプ法

项目摘要

本研究は、シナプス伝達における細胞骨格の役割と、その制御機構の解明を目的とする。申請者は特にシナプス小胞エンドサイトーシスおよび小胞リサイクリング機構に着目し、高頻度・長時間のシナプス伝達維持における細胞骨格の機能的役割を、ラットcalyx of Heldシナプスおよび電気生理学的手法を用いて解析した。本年度は、αシヌクレインの微小管重合作用による小胞エンドサイトーシス阻害について、シナプスの成熟との関連性を調べた。その結果、幼若なシナプスにおいてもαシヌクレインが微小管を介したエンドサイトーシス阻害作用を示すことが明らかとなった。一方で、家族性パーキンソン病関連αシヌクレインミュータントA53Tをシナプス前末端に注入したところ、幼若期においては微小管非依存的なエンドサイトーシス阻害作用を示したが、成熟後は作用を示さなかった。また、微小管重合作用が知られている微小管関連蛋白タウについて、同様に小胞エンドサイトーシスへの作用を調べた。タウ蛋白をシナプス前末端内に注入すると、小胞エンドサイトーシスは強く阻害された。タウ蛋白同様微小管重合作用を示すタキソールもまた、エンドサイトーシスを阻害した。これら阻害作用は微小管重合阻害剤ノコダゾールによって消失した。以上より、αシヌクレイン同様、タウ蛋白が微小管重合を介して小胞エンドサイトーシスを阻害することを解明した。次に、微小管脱重合のシナプス伝達への作用について、高濃度のノコダゾールをシナプス前末端内に注入することで調べた。ノコダゾールは小胞エキソサイトーシス・エンドサイトーシスには直接作用しなかったが、高頻度刺激による小胞枯渇後の回復時間を著しく遅延させた。また、同様の遅延効果は、他の重合阻害剤ビンブラスチンによっても確認された。以上より、微小管の重合・脱重合がシナプス伝達に重要であることを明らかにした。

本研究旨在阐明细胞骨架在突触传递中的作用及其控制机制。申请人特别关注突触小泡内吞作用和小泡回收机制，并利用大鼠突触花萼和电生理技术研究了细胞骨架在维持高频和长期突触传递中的功能作用。今年，我们研究了α-突触核蛋白的微管聚合作用对囊泡内吞作用的抑制与突触成熟之间的关系。结果表明，即使在年轻的突触中，α-突触核蛋白也会抑制微管介导的内吞作用。另一方面，当将家族性帕金森病相关的α-突触核蛋白突变体A53T注射到突触前末梢时，它在年轻人中表现出不依赖于微管的内吞作用抑制作用，但在成年后则没有作用。我们还研究了 tau（一种已知具有微管聚合作用的微管相关蛋白）对囊泡内吞作用的影响。当tau蛋白被注射到突触前末端时，囊泡内吞作用被强烈抑制。紫杉醇与 tau 蛋白一样具有微管聚合作用，也能抑制内吞作用。这些抑制作用被微管聚合抑制剂诺考达唑消除。由上可知，tau蛋白与α-突触核蛋白一样，通过微管聚合来抑制囊泡内吞作用。接下来，我们通过向突触前末端注射高浓度的诺考达唑来研究微管解聚对突触传递的影响。虽然诺考达唑不直接影响囊泡的胞吐/内吞作用，但它显着延迟了高频刺激引起的囊泡耗竭后的恢复时间。另一种聚合抑制剂长春花碱也证实了类似的延迟效果。上述结果表明微管聚合和解聚对于突触传递很重要。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Excess α-synuclein impairs the fidelity of synaptic transmission by slowing vesicle endocytosis at calyx of Held

过量的 α-突触核蛋白通过减缓 Held 花萼处的囊泡内吞作用来损害突触传递的保真度

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Eguchi K.;Taoufiq Z.;Takahashi T.
通讯作者：
Takahashi T.

University of Munich(Germany)

慕尼黑大学（德国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Acute increase of a-synuclein in presynaptic terminals impairs synaptic fidelity via excessive microtubule assembly at glutamatergic synapses

突触前末梢中α-突触核蛋白的急剧增加会通过谷氨酸能突触处过多的微管组装来损害突触保真度

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jeongtae Kim;Shiori Kobayashi;Yuchio Yanagawa;Chitoshi Takayama;Eguchi K. Taoufiq Z. Takahashi T
通讯作者：
Eguchi K. Taoufiq Z. Takahashi T

Acute presynaptic loading of a-syunclein impairs synaptic fidelity by slowing vesicle endocytosis at glutamatergic synapses

α-突触蛋白的急性突触前负荷通过减慢谷氨酸能突触的囊泡内吞作用来损害突触保真度