s-Afadin binds to MAGUIN/Cnksr2 and regulates the localization of the AMPA receptor and glutamatergic synaptic response in hippocampal neurons

研究概要

 シナプス*1は細胞間の結合の一つであり、学習?記憶をはじめとした様々な脳の機能に必須です。シナプスには細胞間の結合をになう少なくとも2つの接着装置があります。一つは神経伝達の場であるシナプス結合で、もう一つは上皮細胞を結合させる接着結合*2に似た構造のパンクタアドヘレンシアジャンクション(PAJ)と呼ばれるシナプス結合近傍の接着装置です。PAJを形成する分子には精神?神経疾患にかかわるものが数多くあり、脳の機能に重要な働きを果たしていると考えられています。

 しかし、PAJがになう機能はほとんど分かっていません。私たちはこれまでに、接着結合の形成に重要な役割を果し、アクチン線維に結合する細胞膜裏打ち分子のアファディン(Afdn)のPAJにおける機能を研究してきました。その結果、アファディンがPAJに局在し、その形成のみならず、シナプスの形成とシナプス伝達に必須であることを明らかにしています。しかし、アファディンがどのようにしてそれらに寄与しているかは良く分かっていませんでした。

 私たちは今回の研究で、アファディンのスプライスバリアント*3のうち、神経特異的短鎖バリアントのs-アファディンが、てんかんを伴うX染色体連鎖性知的障害の原因遺伝子であるマギン(Cnksr2)というシナプスに局在する分子と結合し、協働してシナプス後肥厚部*4の形成とシナプス伝達*5を制御していることを明らかにしました。さらに、今回作成したマギン遺伝子欠損マウスを用いて、マギンのてんかんのおこしやすさへの寄与を調べたところ、明らかな寄与は認められないことを明らかにしました。この結果は先行研究やヒトの病態とは異なっています。

 今後の研究として、s-アファディンとマギンの分子連関がどのようなシグナル伝達系を介してシナプス機能を制御しているかを解明する必要があり、検討を開始しています。また、今回作成したマギン欠損マウスと先行研究で用いられたマギン欠損マウスとの違いを比較することによって、ヒトにおけるマギン欠損により生じるてんかんや脳機能異常の原因、ひいてはPAJを介した新しい脳機能制御の仕組みを発見できる可能性があると考え、研究を継続していきます。

 本研究は、博狗体育在线_狗博体育直播【官方授权网站】@大学院医療系研究科分子細胞神経生物学の丸尾知彦講師を筆頭に、大学院生の高橋初典朱、貴田大智、前坂光輝、技術員の菅谷津貴子と萬代研二教授、ならびに、神戸大学大学院医学研究科高井義美特命教授のグループ、徳島大学大学院医歯薬学研究部の佐々木卓也教授のグループと大阪医科大学医学研究支援センターの栗生俊彦講師の協力により行われました。

*1 シナプス:神経情報を出力する細胞と入力される細胞の間に発達した、情報伝達のために特殊に分化した結合構造のこと。

*2 接着結合:多細胞生物における細胞と細胞の間の結合をになう接着装置の一つ。アクチン細胞骨格と連結し、細胞間を強固に結合させる。

*3 スプライスバリアント:複数のエキソンから構成される遺伝子において、異なったエキソンの組み合わせによって作られた多様な遺伝子産物のこと。

*4 シナプス後肥厚部:電子顕微鏡によって観察されるシナプス後膜側の膜直下の電子密度の高い構造のこと。多数のタンパク質が結合したタンパク質複合体がその本態である。

*5 シナプス伝達:シナプスにおける神経伝達物質とその受容体を介した神経情報の伝達のこと。

論文情報

【掲載誌】

Journal of Biological Chemistry

【論文名】

s-Afadin binds to MAGUIN/Cnksr2 and regulates the localization of the AMPA receptor and glutamatergic synaptic response in hippocampal neurons

【著者】

Tomohiko Maruo, Kiyohito Mizutani, Muneaki Miyata, Toshihiko Kuriu, Shotaro Sakakibara, Hatena Takahashi, Daichi Kida, Kouki Maesaka, Tsukiko Sugaya, Ayuko Sakane, Takuya Sasaki, Yoshimi Takai and Kenji Mandai

【DOI】

https://doi.org/10.1016/j.jbc.2023.103040