キンカチョウの歌学習機構における転写因子CREBの役割

转录因子CREB在斑胸草雀鸣叫学习机制中的作用

基本信息

批准号：
12053223
负责人：
萩原正敏
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12053223/
关键词：
CREB キンカチョウ歌学習グルタミン酸受容体

项目摘要

従来より、CREBはノックアウトマウスやショウジョウバエの実験から長期記憶の形成に必須の分子であると予想されている。ところが、こうした単純な条件付け学習実験系では、ヒトの言語認識や言語学習といった高次の機能を解析することは困難である。そこで、ヒト言語学習のモデル実験系として有望なzebra finchを材料として、その歌学習機構における転写因子CREBの役割を解明することにした。我々はzebra finchの歌中枢、特にhigher vocal center(HVC)やarea XにCREBが発現していることをanti-CREBモノクローナル抗体による免疫染色により見い出し、zebra finch脳よりCREBcDNAを単離した。zebra finchのCREB(以下zCREBと呼ぶ)はrat δ CREBと97%以上の相同性を示し、リン酸化部位のアミノ酸配列も種を超えて保存されていた。そこで、我々がリン酸化CREBを特異的に認識する抗体(Ab5322)を用いて、CREBが活性化される部位や条件を調べたところ、zebra finchの歌を聞かせると、HVCからarea Xに投射する神経細胞でその活性化が起こることを見い出した。このCREB活性化は、単なる雑音やカナリヤの歌では惹起されないため、言語認識のモデルになる可能性がある。ほ乳類の海馬錐体細胞では、グルタミン酸受容体、特にNMDA型受容体とAMPA/KA受容体を介してL型カルシウムチャンネルから流入するカルシウムにより活性化されるカルモジュリン依存性蛋白リン酸化酵素(CaM kinase)によってCREBは活性化されることが証明されている。zebra finchのグルタミン酸受容体はNR2B以外はクローニングされていないので我々が各subtypeの発現をRT-PCRと各subtype特異抗体を使って調べてみたところ、zebra finchの脳でNR1,NR2A,NR2C,NR2D,GluR1,GluR2,GluR3,GluR4,mGluR1,mGluR2,mGluR4の発現が認められ、各グルタミン酸受容体のアミノ酸配列はほ乳類の相同分子と77-99%の高い相同性を示した。HVCではNR1,GluR2/3,mGluR1が発現しているが、area Xに投射する神経細胞にはNR1とGluR2/3がCREBと2重染色され共存が証明された。グルタミン酸投与により惹起されるHVCでのCREBのリン酸化はAP5あるいはCNQXの単独投与により阻害できるので、zebra finchのHVCでもほ乳類の海馬錐体細胞と同様に、NMDA型受容体とAMPA/KA受容体の両方の活性化がCREBのリン酸化に必要で、NR1とGluR2/3の相同分子がその役割を担っているものと思われる。

以前，预测CREB是从敲除小鼠和果蝇中实验形成长期记忆的必不可少的分子。但是，在这个简单的条件学习实验系统中，很难分析高阶功能，例如人类语言识别和语言学习。因此，我们决定使用Zebra Fine阐明转录因子CREB在歌曲学习机制中的作用，这是一种有前途的模型实验系统，用于人类语言学习作为材料。我们发现，通过用抗CREB单克隆抗体进行免疫染色，CREB表达在斑马细的曲目中心，尤其是高声乐中心（HVC）和X区域，以及从Zebra Fine Brains中孤立的Creb cDNA。斑马芬奇Creb（以下称为ZCREB）与大鼠δCREB显示97％或更多同源，并且磷酸化位点的氨基酸序列也保留在各种物种之间。因此，我们研究了使用抗体（AB5322）激活CREB的现场和条件，该抗体（AB5322）专门识别磷酸化的CREB，并发现当我们收听歌曲“ Zebra Finch”歌曲时，它的激活发生在从HVC到区域X的神经元中发生。这种CREB激活可以通过语言进行pecution diepention notige and notige and notiged，因此，它的模型是零星的。在哺乳动物海马锥体细胞中，已证明CREB被钙调蛋白依赖性蛋白磷酸酶（CAM激酶）激活，该蛋白（CAM激酶）通过L型钙通道的钙涌入通过谷氨酸受体，尤其是NMDA-A-DA-type受体和AMPA受体和AMPA/KA受体激活。由于除NR2B以外，还没有克隆来自斑马的斑马的谷氨酸受体，因此我们使用RT-PCR和每种亚型特异性抗体研究了每种亚型的表达。我们发现在Zebra Finech的大脑中观察到NR1，NR2A，NR2C，NR2C，NR2D，GlUR1，GlUR3，Glur3，Glur4，Mglur1，Mglur2和Mglur4，并在每个谷氨酸受体的氨基酸序列中显示出77--9-9-9-9-9-9-999的氨基酸序列。 NR1，GLUR2/3和MGLUR1在HVC中表达，但NR1和GlUR2/3在投影在X区域的神经元中用CREB进行双重染色，并证明了共存。 Since phosphorylation of CREB in HVC, induced by glutamate administration can be inhibited by administration of AP5 or CNQX alone, zebra finch HVC requires activation of both NMDA-type receptors and AMPA/KA receptors for CREB phosphorylation, just like mammalian hippocampal pyramidal cells, and it appears that homologous molecules of NR1 and Glur2/3扮演这个角色。