網膜双極細胞の樹状・軸索突起の極性分化機構の受容体欠損マウスによる免疫電顕的研究

受体缺陷小鼠视网膜双极细胞树突和轴突极性分化机制的免疫电镜研究

• 批准号: 12878144
• 负责人: 塚本 吉彦
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Hyogo Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 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-12878144/
• 关键词: グルタミン酸受容体; mGluR6; Gタンパク関連受容体; Tau; シナプス; 双極細胞; ノックアウトマウス; アルツハイマー病

ニューロンの極性は樹状突起と軸索への特異的な成分の選択的な運搬によって完成されるが,その機構は両極で異なる。樹状突起成分は樹状突起のみに運ばれて機能的な構築に組み入れちれる。他方,軸索成分の一部はひとまず樹状突起側に運ばれた後に排除される。現在,その排除機構の解明が大きな課題になっている。網膜のON双極細胞の樹状突起先端では,mGluR6(metabotropic Glutamate Receptor subtype 6)が生後数週間で局在化し,Gタンパクと連結して信号変換に関与する。視細胞から放出されるグルタミン酸を受容し,ON光刺激の脱分極性応答を伝えることがmGluR6の第1の機能である。そのノックアウトマウスでは,特徴的な軸索成分であるシナプスリボンと類似の構造が樹状突起に発現することが観察された。リボン様構造の異所性発現はmGluR6の代わりにionotropic GluRsをもつ正常OFF双極細胞の樹状突起でも,また,GαoのノックアウトマウスのON双極細胞でも起こった。以上の観察からmGluR6が第2の機能として,軸索成分の樹状突起からの排除に関与していることが示唆される。他の軸索成分について,免疫細胞化学的に調べたところ,Synaptophysin,SNAP-25,GAP43が樹状突起先端に異所性に発現することが電顕レベルで確認された。また,微小管関連タンパクである,Tau,MAP2についてもmGluR6が欠損すれば,細胞内分布に変化の生じることが光顕レベルで確認された。したがって,多種類の軸索成分について,mGluR6が排除因子として働くものと考えられる。アルツハイマー病において,Tauタンパクが細胞体から樹状突起にかけて異所性に凝集することが知られている。Tauタンパクを樹状突起から排除できないという機能不全の数十年間にわたる蓄積が,その神変性の基礎にあるかも知れないという新たな観点を,原因究明のために提供するものである。

神经元极性是通过选择性地将特定成分传递到树突和轴突来完成的，但两个极之间的机制不同。树突成分仅运输到树突并纳入功能架构中。另一方面，一些轴突成分被运输到树突侧，然后被消除。当前，消除机制的阐明是一个重大问题。 mGluR6（代谢型谷氨酸受体亚型 6）在出生后几周定位于视网膜 ON 双极细胞的树突尖端，并通过与 G 蛋白连接参与信号转导。 mGluR6 的主要功能是接收感光细胞释放的谷氨酸并传递 ON 光刺激的去极化反应。在基因敲除小鼠中，观察到树突中表达了类似于突触带的结构，突触带是特征性轴突成分。带状结构的异位表达发生在具有离子型 GluR 而不是 mGluR6 的正常 OFF 双极细胞的树突中，并且也在 Gαo 敲除小鼠的 ON 双极细胞中发生。这些观察结果表明，mGluR6 参与了从树突中排除轴突成分的第二个功能。使用电子显微镜对其他轴突成分进行免疫细胞化学检查发现，突触素、SNAP-25 和 GAP43 在树突尖端异位表达。此外，通过光学显微镜证实，当mGluR6被删除时，微管相关蛋白Tau和MAP2的细胞内分布发生变化。因此，mGluR6 被认为可作为多种类型轴突成分的排除因子。在阿尔茨海默病中，Tau 蛋白会从细胞体异位聚集到树突上。这为研究其原因提供了新的视角，表明几十年来无法从树突中排除 Tau 蛋白的功能障碍的积累可能是这种退化的基础。