神経細胞のダイナミクスにおける細胞内カルシウム放出チャネルの機能

细胞内钙释放通道在神经元动力学中的功能

基本信息

批准号：
15700254
负责人：
服部光治
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Nagoya City University (2004)The University of Tokyo (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700254/
关键词：
脳神経細胞発生細胞移動カルシウム神経チャネル

项目摘要

細胞質おけるカルシウム濃度は百種類以上の蛋白質分子の活性制御機構に関与しており、その時間的・空間的制御は細胞機能に必須である。イノシトール1,4,5三リン酸受容体(IP3R)は小胞体からのカルシウム放出を担う主要なチャネル蛋白質である。神経グリア回路網におけるこのチャネル蛋白質の機能や存在意義を明確にするためには、遺伝子改変マウスの作製が急務である。三種のIP3Rサブタイプのうち、タイプ1の欠損マウスは致死であるため、解析が不可能である。そこで細胞種特異的にタイプ1IP3Rを欠損するマウスの作製を行っている。現在までに、条件的にタイプ1IP3R遺伝子をノックアウトできるようにゲノム遺伝子を改変したマウス胚性幹細胞(ES細胞)の樹立を完了し、キメラマウスを作製した。しかし、キメラマウスと野生型マウスの交配によってヘテロマウスを得ることができていない。これは、キメラマウスの生殖細胞に遺伝子組み替えES細胞由来のものがない可能性を示唆している。現在、他のES細胞クローンを用いたキメラマウスの作製を行っている。一方、IP3受容体が細胞質側から様々な制御を受けていることは良く知られているが、小胞体内腔側からも制御されているか否かは、その機構が不明なことから長い間論争となってきた。我々は生化学的手法によってIP3受容体の小胞体内腔側ループに結合する蛋白質ERp44を同定した。カルシウムイメージング実験及び人工脂質二重膜に埋め込んだIP3受容体タイプ1を用いた電気生理学的実験から、ERp44は小胞体内腔のレドックス状態・カルシウム濃度・pH変化に依存してIP3受容体の活性を制御していることが示唆された。これは小胞体内腔からのIP3受容体の機能調節機構を明確に示した最初の例であると考えられる。

细胞质中的钙浓度参与100多种蛋白质分子活性的调节，其时间和空间控制对于细胞功能至关重要。肌醇 1,4,5 三磷酸受体 (IP3R) 是负责钙从内质网释放的主要通道蛋白。为了阐明这种通道蛋白在神经胶质网络中的功能和意义，迫切需要培育转基因小鼠。在三种 IP3R 亚型中，1 型缺陷小鼠是致命的，无法进行分析。因此，我们正在以细胞类型特异性的方式创建缺乏 1 型 IP3R 的小鼠。迄今为止，我们已经完成了小鼠胚胎干细胞（ES细胞）的建立，其基因组基因经过修饰，有条件地敲除1型IP3R基因，并创建了嵌合小鼠。然而，通过嵌合小鼠与野生型小鼠交配还不可能获得杂合小鼠。这表明嵌合小鼠的生殖细胞可能并非源自转基因ES细胞。我们目前正在使用其他 ES 细胞克隆生产嵌合小鼠。另一方面，虽然众所周知IP3受体在细胞质侧以多种方式受到调节，但由于其机制尚不清楚，它们是否也受到内质网管腔侧的调节长期以来一直存在争议。已经成为了。使用生化方法，我们鉴定了 ERp44，一种与 IP3 受体内质网腔环结合的蛋白质。使用嵌入人工脂质双层膜中的1型IP3受体的钙成像实验和电生理学实验表明，ERp44根据内质网腔内的氧化还原状态、钙浓度和pH变化来激活IP3受体。经过这被认为是第一个清楚地证明来自内质网腔的IP3受体的功能调节机制的例子。