神経活動依存的小胞輸送に関わるシナプトタグミン4分子の機能解明

参与神经元活动依赖性囊泡运输的四种突触结合蛋白分子的功能阐明

基本信息

批准号：
12053274
负责人：
福田光則
金额：
$ 1.66万
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

記憶・学習といった高次脳機能を司る複雑な神経回路網の形成には、適切な神経活動に依存した可塑的成熟過程が必要と考えられている。すなわち特定の入力のあった神経突起のみで何らかの質的・量的な変化が起こるはずである。本研究では神経活動に依存した神経突起の質的・量的変化を膜(小胞)輸送という観点から捕らえ、神経活動に依存した細胞体(ゴルジ体)から神経突起の先端部への新規小胞輸送過程(以下、"神経活動依存的小胞輸送(activity-dependent vesicle transport)"とする)の存在を明らかにするため、膜輸送に重要な役割を果たすシナプトタグミン・ファミリーに焦点を当て以下の知見を明らかにした。(1)シナプトタグミン4という4番目のアイソフォームが中枢神経系の神経細胞でゴルジ体及び神経突起の先端に存在する。(2)この分子のタンパク質量は脱分極刺激により数倍にまで増加するとともに、ゴルジ体から神経突起先端方向への輸送が促進されているような免疫組織像が得られている。(3)マウス海馬においてシナプトタグミン4分子の発現は一過性で(生後3日から13日頃まで)シナプスが形成される時期とほぼ一致している。(4)金コロイドを用いた免疫電顕にによりシナプトタグミン4分子は神経細胞のゴルジ体の他に神経突起内の小胞あるいは小さなオルガネラ様の構造物に存在するが、プレシナプスのシナプス小胞には存在しないことが明らかになった。以上の結果から脳内には特異的な"神経活動依存的小胞輸送"システムが存在するものと考えられ、Green fluorescence protein(GFP)融合シナプトタグミン4分子を指標としてこの過程の可視化を試みた。

据信，控制较高的大脑功能（例如记忆和学习）的复杂神经网络的形成需要塑料成熟过程，取决于适当的神经活动。换句话说，只有在具有特定输入的神经突中才能发生某些定性和定量变化。 In this study, we captured the qualitative and quantitative changes in neurites that are dependent on neural activity from the perspective of membrane (vesicle) transport, and to clarify the existence of a novel vesicle transport process (hereafter referred to as "activity-dependent vesicle transport") from the neurological activity-dependent cell body (Golgi) to the tip of the neurite process, focusing on the synaptotagmin family, which在膜运输中起着重要作用，并揭示了以下发现。（1）在高尔基体和神经突的尖端的中枢神经系统神经元中发现了称为突触的第四个同工型。（2）通过去极化刺激增加了该分子中蛋白质的量数几次，并获得了免疫组织化学图像，在该图像中促进了从高尔基体向神经突的尖端的转运。（3）小鼠海马中四个突触毒素分子的表达是短暂的（出生后3至13天）几乎与形成突触的时间一致。（4）使用胶体黄金的免疫组织化学免疫电子显微镜表明，除神经元的高尔基体外，在神经突或小细胞器样结构的囊泡中，突触蛋白4分子还存在于囊泡中，但在突触前突触囊泡中不存在。基于上述结果，看来大脑中有一个特定的“神经活性依赖性囊泡传输”系统，我们试图使用绿色荧光蛋白（GFP） - 融合突触触摸蛋白4分子作为指示器来可视化这一过程。