シナプス可塑性に関与するプロテアーゼに関する研究

突触可塑性相关蛋白酶的研究

• 批准号: 11144246
• 负责人: 遠藤 昌吾
• 金额: $ 1.28万
• 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 Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11144246/
• 关键词: 記憶; 学習; プロテアーゼ

無脊椎動物アメフラシは記憶学習のモデルとして行動レベルから分子レベルまで様々なレベルでの研究に用いられている。アメフラシのサイホンの引き込み反射における感作は非連合学習の行動モデルとして多くの研究がなされてきた。本研究ではアメフラシの感作に着目し、感作を支える分子機構に関与すると考えられるプロテアーゼの解析を行った。我々はapTBL-1と呼ばれるプロテアーゼのmRNA量がアメフラシの感作に伴って増加することを発見し、さらに、その下流の因子として成長因子TGF-βの関与を明らかにした。この系は脊椎動物の形態形成においても重要な役割を果たしていることから、アメフラシの記憶学習機構に成長分化と類似の機構が働いていることが示唆された。今回、TGF-βの下流で働くと考えられるアメフラシMMP(matrix metalloprotease)類の特徴付けを行い、さらに、アメフラシの感作を引き起こす刺激によりMMP活性が増加することを見い出した。アメフラシ神経節の細胞外マトリックス画分には、ゼラチンザイモグラフィーでMMP2に類似する分子量約7万の分子が、また、カゼインザイモグラフィーでストロメライシンに類似する分子量約4万の分子が存在した。いずれの活性も金属キレート剤により強く阻害され、4-aminophenylmercuric acetateによる前処理で低分子量に対応する分解活性が増加し、脊椎動物で示されている自己分解による高分子量前駆体からの低分子量活性分子の生成を示唆している。感作を引き起こすセロトニン、TGF-β処理でカゼイン分解活性は3時間後では約2倍に(セロトニン、195±12% ; TGF-β、206±12%)、24時間後でも40-50%の増加が観察された。しかし、これらの刺激により分子量7万のゼラチン分解活性は変化しなかった。脊椎動物のMMP活性は細胞外マトリックス再構築と密接な関連がある事から、感作に伴って観察されている神経細胞の形態変化にアメフラシMMPの活性変化が重要な役割を果たしていることが示唆された。

无脊椎动物海兔在从行为水平到分子水平的各个层面的研究中被用作记忆学习的模型。海兔虹吸撤回反射的敏化作为非联想学习的行为模型已被广泛研究。在这项研究中，我们重点关注海兔致敏，并分析了被认为参与支持致敏的分子机制的蛋白酶。我们发现，一种名为 apTBL-1 的蛋白酶的 mRNA 水平随着海兔致敏而增加，并进一步揭示了生长因子 TGF-β 作为下游因子的参与。该系统在脊椎动物的形态发生中也发挥着重要作用，这表明类似于生长分化的机制在海兔的记忆学习机制中发挥着作用。在这项研究中，我们对海兔 MMP（基质金属蛋白酶）进行了表征，该酶被认为在 TGF-β 下游发挥作用，并进一步发现 MMP 活性随着引起海兔致敏的刺激而增加。在海兔神经节的细胞外基质部分中，明胶酶谱显示出一种分子量约为 70,000 的分子，类似于 MMP2，而酪蛋白酶谱显示出一种分子量约为 40,000 的分子，类似于溶基质素。这两种活性均受到金属螯合剂的强烈抑制，并且用乙酸 4-氨基苯汞进行预处理增加了与低分子量相对应的降解活性，并且由于自溶而导致高分子量前体的低分子量活性已在脊椎动物中显示出来。分子。当用引起敏化的血清素和 TGF-β 治疗时，3 小时后酪蛋白分解活性大约增加一倍（血清素，195 ± 12%；TGF-β，206 ± 12%），甚至在 24 小时后，它还增加了 40-观察到增加了 50%。然而，这些刺激并没有改变分子量为70,000的明胶分解活性。由于脊椎动物中的MMP活性与细胞外基质重塑密切相关，因此表明海兔MMP活性的变化在致敏观察到的神经元的形态变化中发挥重要作用。