平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 早稲田大学
 
2.研究領域 生命科学
 
3.研究分野 細胞シグナリング
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96L00310
 
6.研究プロジェクト名 神経細胞系におけるシグナリング機構

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
吉岡 亨 ヨシオカ トオル 人間科学部 教授

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
柴田 重信 シバタ シゲノブ 人間科学部 教授

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
池田 真行 イケダ マサユキ 理工学総合研究センター 専任講師
広野 守俊 ヒロノ モリトシ 理工学総合研究センター 助手
守屋 孝洋 モリヤ タカヒロ 人間総合研究センター 助手

10.研究成果の概要

ニューロンにおけるシグナルトランスダクションのどの部分の異常がどのような行動異常に関係しているかについて、様々なノックアウトマウスを用いることにより明らかにした。用いたノックアウトマウスはNR2A(-/-)、NR2C(-/-)、NR2AC(-/-)、PLCβ4(-/-)、GFAP(-/-)であり、研究対象は小脳、海馬、視床内のニューロンであり、アッセイに用いた方法論としては連合学習(瞬目反射条件付け、恐怖学習)、概日リズム、睡眠、虚血性細胞死であった。本研究全体を記述するキーワードとしてはCaシグナリング機構が、またシグナリングを制御するキー分子としてPLCβ4と電位依存性Caチャネルに集約される。この結果Caシグナリングがニューロン機能の制御すなわち、LTD形成、リン酸化、トランスミッタ遊離、イオンチャネルコンダクタンス制御にどのように関わっているかがより一層明らかとなった。しかしながらPLCノックアウトマウスのニューロンの示すシグナルの変化は、これまで薬理学的にインヒビターを用いて行なわれた電気生理的、生化学的データからは説明できない場合が多々見受けられた。特にGタンパクからPLCへと伝達されるシグナルの行き先が失われたとき、Gタンパクによって直接開閉を制御されているイオンチャネルの開閉機構にも変化が見られた。これらはノックアウトマウスを用いて行なう研究に於いて注意を払うべきポイントとなろう。
 一方また未来の研究発展のために以下の2つの方法論を開発した。即ち熱イメージングとCa感受性蛍光タンパクの細胞内での強制発現法の開発である。この結果細胞内シグナリングを熱力学的な見地から扱えるようになった。また細胞内の任意の小器官や特定のチャネルの近傍のCa濃度が測定できるようになった。

11.キーワード

(1)ノックアウトマウス、(2)カルシウムシグナリング、(3)電位依存性カルシウムチャネル
(4)カルシウム活性型Kチャネル、(5)ホスホリパーゼCβ4、(6)連合学習
(7)瞬目反射、(8)概日リズム、(9)睡眠

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
Ikeda, M. Cyclic AMP regulates the calcium transients released from IP3-sensitive stores by activation of rat κ-opioid receptor expressed in CHO cells
雑誌名 発行年 ページ
Cell Calcium 29(1) 2001 39-48

著者名 論文標題
Moriya, T. N-Methyle-D-Asparate Receptor subtype 2C Is Not Involved in Circadian Oscillation or Photoic Entrainment of the Biological Clock in Mice
雑誌名 発行年 ページ
J. Neurosci. Res. 61 2000 663-673

著者名 論文標題
Sugiyama T. A novel function of synapsin II in neurotransmitter release
雑誌名 発行年 ページ
Molecular Brain Research 85 2000 133-143

著者名 論文標題
Moriya T. Close linkage between Calcium/Calmodulin Kinase II α/β and NMDA-2A receptors in the lateral amygdala and significance for retrieval of auditory fear conditioning
雑誌名 発行年 ページ
Eur. J. Neurosci. 12 2000 3307-3314

著者名 論文標題
Hirono, M. Sapecin B alters properties of rapidly inactivating K+ channels in rat pituitary GH3 cells
雑誌名 発行年 ページ
Cell Physiol. Buochem. 10 2000 177-186

著者名 論文標題
Tojima T. Three-dimensional Characterization of Interior Structures of Exocytotic Apertures of Nerve Cells Using Atomic Force Microscopy
雑誌名 発行年 ページ
Neurosci. 101(2) 2000 471-478

著者名 論文標題
Jiang Z. Pre-and postsyanptic actions of serotonin on rat suprachiasmatic nucleus neurons
雑誌名 発行年 ページ
Brain Res. 866 2000 247-256

著者名 論文標題
Ikeda, M. PLC β4 - independent Ca2+ rise via muscarinic receptors in the mouse suprachiasmatic nucleus
雑誌名 発行年 ページ
Neuro Report 11 2000 907-912

著者名 論文標題
Moriya, T. Involvement of glial fibrillary acidic protein (GFAP) expressed in astrogial cells in circadian rhythm ander constant lighting conditions in mice
雑誌名 発行年 ページ
J Neurosci Res 60 2000 212-218

著者名 論文標題
Kouzu, Y. Mutant Mice Lacking Ryanodine Receptor Type3 Exhibit Deficits of Contextual Fear Conditioning and Activation of Calcium/ Calmodulin-Dependent Protein Kinase II in the Hippocampus
雑誌名 発行年 ページ
Mol Brain Res. 76 2000 142-150

著者名 論文標題
Megumi, T. Developmental Change of GABAA Receptor-Mediated Current in Rat Hippocampus
雑誌名 発行年 ページ
Neuroscience 96 2000 507-514

著者名 論文標題
Shibata, S. Melatonin Normalizes the Re-entrainment of Senescence Accelerated Mice (SAM) to a New Light-dark Cycle
雑誌名 発行年 ページ
Advances in Experimental Medicine and Biology 460 1999 261-270

著者名 論文標題
Sugiyama, T. Localization of Phospholipase C β Isozymes in the Mouse Cerebellum
雑誌名 発行年 ページ
Biochem. Biophys. Res. Commun. 265 1999 473-478

著者名 論文標題
Yoshioka, T. Imaging analysis of neuronal signaling
雑誌名 発行年 ページ
Curr. Topics Neurochem. 2 1999 105-121

著者名 論文標題
Kobayashi, T. Ethanol Opens G-Protein-Activated Inwardly Rectifying K Channels
雑誌名 発行年 ページ
Nature Neurosci. 2 1999 1091-1097

著者名 論文標題
Tsuchiya, K. Postictal Blickade of Ischemic Hippocampal Neuronal Death in Primates Using Selective Cathepsin Inhibitors
雑誌名 発行年 ページ
Exp. Neurol. 155 1999 187-194

著者名 論文標題
Allen, C. N. Orphanin-FQ (OFQ) Modulates the Activity of Suprachiasmatic Nucleus Neurons
雑誌名 発行年 ページ
J. Neurosci. 19 1999 2152-2160

著者名 論文標題
Hirono, M. Role of Ca2+-ATPase in spontaneous oscillations of cytosolic free Ca2+ in GH3 rat pituitary cells
雑誌名 発行年 ページ
Cell Calcium 25 1999 125-135

著者名 論文標題
Kojima H. Improved Infrared DIC-Video Microscopy and Its Application to Unstained Living Preparations
雑誌名 発行年 ページ
Bioimages 6(1) 1998 9-19

著者名 論文標題
Hirono, M. Phosholipase C-Independent Group I Metabotropic Glutamate Receptor-Mediated Inward Current in Mouse Purkinje Cells
雑誌名 発行年 ページ
Biochem. Biophys. Res. Commun. 251 1998 753-758

著者名 論文標題
Sakakibara, M. Evidence for the involvement of inositol trisphosphate but not cyclic nucleotides in visual transduction in Hermissenda eye
雑誌名 発行年 ページ
J. Biol. Chem. 273 1998 20795-20801

著者名 論文標題
Yamashima, T. Inhibition of ischaemic hippocampal neuronal death in primates with cathepsein B inhibitor CA-074:a novel strategy for neuro protection based on calpain-cathepsin
雑誌名 発行年 ページ
Eur. J. Neurosci. 10 1998 1723-1733

著者名 論文標題
Zohar, O. Thermal Imaging of Receptor-Activated Heat Production in Single Cells
雑誌名 発行年 ページ
Biophysical J. 74 1998 82-89

著者名 論文標題
Kishimoto, Y. Conditioned eyeblink response is impaired in mutant mice lacking NMDA reccepter subunit NR2A
雑誌名 発行年 ページ
NeuroReport 8 1997 3717-3721

著者名 論文標題
Suzuki N. Facilitation of Ca2+ action potencial frequency by a small G protein Rab3A in rat pituitary GH3 cells.
雑誌名 発行年 ページ
B. B. R. C. 235 1997 331-335

著者名 論文標題
J de Barry Time-resolved imaging of prptein kinase C activation during sea urshhin egg fertilization
雑誌名 発行年 ページ
Exp. Cell Res. 234 1997 115-124

著者名 論文標題
Suzuki, N. Sapecine B, a Novel Fly Toxin, Blocks Macroscopic K+ Currents in the GH3 Rat Pituitary Cell Line
雑誌名 発行年 ページ
J. Am. Physiol. 273 1997 c289-c296

著者名 論文標題
Inoue, H. Purification of a Regulatory Subunit of Type II cAMP-Dependent Protein Kinase from Drosophia Heads
雑誌名 発行年 ページ
Biochem. Biophys. Res. Commun. 235 1997 223-226

著者名 論文標題
Olds, J. L. Imaging of protein kinase C activation in living sea urchin eggs after fertilization
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol. 172 1996 675-682

著者名 論文標題
Inoue, H. A novel function for nucleoside diphosphate kinase in Drosophila
雑誌名 発行年 ページ
Biochem. Biophys. Res. Commun. 218 1996 887-892

著者名 論文標題
Kasai, H. Two components of exocytosis and endocytosis in PC12 cells studied using caged-Ca2+ compounds
雑誌名 発行年 ページ
J. Physiol. 494(1) 1996 53-65

著者名 論文標題
Yamashima, T. Transient Brain ischemia provokes Ca2+, PIP2, and calpain responses prior to delaved neuronal death in monkeys
雑誌名 発行年 ページ
Eur. J. Neurosci. 8 1996 101-113

[図書]
著者名 出版者
Yoshioka, T. Springer-Verlaq Tokyo
書名 発行年 総ページ数
Introductory Review: Synaptic Plasticity and Modulation. in Slow Synaptic Responses and Modulation 2000 274-296

著者名 出版者
de Barry J. Springer-Verlaq Tokyo
書名 発行年 総ページ数
Receptor Activation Studies by Ca2+, Thermal, and PKC Imaging. in Slow Synaptic Responses and Modulation 2000 188-199

著者名 出版者
Kojima, H. Springer-Verlaq Tokyo
書名 発行年 総ページ数
Properties of AMPA Receptor Channel During Long-Term Depression in Rat Celebellar Purkinje Cells 2000 307-314

著者名 出版者
Allen C. N. Springer-Verlaq Tokyo
書名 発行年 総ページ数
Synaptic Transmittion and Signal Transduction in the Suprachiasmic Nucleus 2000 386-396

著者名 出版者
Ikeda, M. Springer-Verlaq Tokyo
書名 発行年 総ページ数
Dual Imaging of Ca2+ and Cl- in the Suprachiasmatic Nucleus 2000 200-205


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