スペイン国立研究評議会（CSIC）とエルチェのミゲル・エルナンデス大学（UMH）の共同センターである神経科学研究所（IN）は、東京の慶応義塾大学（日本）と共同で、小脳のシナプスの機能における神経伝達物質グルタミン酸の受容体の1つが重要な役割を果たすことを示す研究を主導しています。本日、ジャーナルに掲載された論文では、 セルレポート彼らは、カイニン酸受容体がシナプス受容体として機能するだけでなく、ニューロン間の接続構造を支える「足場」としても機能する分子メカニズムを説明しています。これらの結果により、カイニン酸受容体サブユニットの特定の組み合わせを使用した新しいシナプスコネクタの設計が可能になり、将来の治療への応用に有望な道が開かれます。
シナプスは、ニューロンが互いに接触して情報を伝達する接続点です。この通信を行うには、シナプス前ニューロンが神経伝達物質を放出し、シナプス後ニューロンがそれを受け取ります。 シナプス生理学研究室 INのCSIC研究者フアン・レルマが率いる研究チームは、中枢神経系のさまざまなプロセスに関与する神経伝達物質であるグルタミン酸受容体、特にニューロン間のコミュニケーションを仲介する3つのグルタミン酸受容体ファミリーの1つであるカイニン酸受容体を徹底的に研究してきました。「私たちは長年、シナプス生理学と脳病理学におけるカイニン酸受容体の機能を見つけようとしてきました」と研究者は言います。
彼の研究室は、機能不全になるとさまざまな神経疾患や神経精神疾患につながるシナプス伝達におけるこれらのタンパク質の役割を理解する上で大きな貢献を果たしてきました。IN のこの研究チームは、カイニン酸受容体を構成する 5 つのサブユニットの 1 つである GluK4 タンパク質が、自閉症、うつ病、不安などの病状で過剰発現した場合に果たす役割を以前に検出していました。また、ダウン症候群の患者では GluK1 タンパク質が 3 倍になっており、これらの代償不全レベルがこれらの患者に見られる空間記憶障害の原因であることを実証しました。
さらに、東京の慶應義塾大学医学部神経生理学教室の湯崎道介教授率いる研究室は、長年にわたり小脳のシナプスの機能を研究し、この領域でC1ql1タンパク質とGai3タンパク質の相互作用が起こり、シナプスの形成を可能にすることを発見しました。しかし、この新しい研究の結果は、両方のタンパク質がカイニン酸受容体と相互作用しなければシナプスは形成されないことを実証することで、この概念を修正しています。「この新しいコラボレーションで私たちの経験と知識を組み合わせることで、小脳のシナプス形成を完全に再定義することができました」と湯崎教授は強調しています。
専門家らは、小脳プルキンエ細胞によって発現される GluK4 の存在が、登上線維とこれらのニューロン間のシナプス伝達をサポートする相互作用の発生に不可欠であることを確認した。これを確認するために、研究者らはこれらのタンパク質の発現を遺伝子操作したマウスモデルを使用した。実験はアリカンテのレルマ研究室と東京のユザキ研究室の両方で行われ、シナプス形成に必要なカイニン酸受容体のいずれかが抑制されると、小脳では運動学習に必要なシナプス可塑性が深刻な影響を受けることが示された。
シナプス可塑性障害の影響
この研究の共同筆頭著者であるアナ・バレロ・パテルナイン氏は、「シナプス可塑性とは、脳が接続を形成し、必要に応じてそれを調整する能力です」と説明し、「可塑性が失われると、深刻な運動障害が発生します」と付け加えた。「研究室では、シナプスの数が減ると、マウスは運動行動を学習できないことを確認しました」と、論文のもう一人の共同筆頭著者である掛川渉氏は言う。
類似のタンパク質をモデルにした合成シナプスコネクタは、アルツハイマー病や脊髄損傷のマウスモデルで損傷したシナプスを修復する効果が期待されています。したがって、この結果は将来の治療への応用に有望な道筋を示しています。
この研究は、文部科学省（MEXT）、科学技術振興機構（JST）の科学研究費補助金、スペイン研究庁およびバレンシア州政府PROMETEOプログラムからの助成金によって支援を受けて行われました。
/公開リリース。発信元組織/著者からのこの資料は、その時点のものである可能性があり、明瞭性、スタイル、長さのために編集されています。Mirage.News は組織的な立場や立場をとらず、ここで表明されているすべての見解、立場、結論は、著者の見解のみに基づいています。全文を見る ここ。
1720619611
#科学者が小脳のシナプス形成の鍵を発見
2024-07-10 13:36:00