Researcher Profile and Settings

researchmap

https://researchmap.jp/Naoto_Saitoh

Research Areas

• Life sciences / Pharmacology
• Life sciences / Nervous system function
• Life sciences / Neuroscience - general

Research Experience

• 同志社大学生命医科学部, 神経生理学, 准教授, 2010 - Today
• 同志社大学生命医科学部, 神経生理学, 講師, 2007 - 2010
• 東京大学医学系研究科機能生物学講座神経生理学, 特任講師, 2005 - 2007
• 東京大学医学系研究科機能生物学講座神経生理学, 助手, 2001 - 2005
• 東京大学医学系研究科機能生物学講座神経生理学, 未来開拓研究員, 1999 - 2001
• 東京大学医学系研究科機能生物学講座細胞分子薬理学, ＣＲＥＳＴ研究員, 1997 - 1999

Education

• The University of Tokyo, 農学生命科学科, 応用生命工学専攻, - 1997
• Saitama University, 理学系研究科, 生化学専攻, - 1994
• Saitama University, Faculty of Science, 生化学科, - 1992

Association Memberships

• 日本生化学会
• Society for Neuroscience
• 日本神経科学会

Published Papers

• Spectra analysis and live-neuron imaging of cyclic AMP binding domain fusing circularly permutated GFP: Data for violet light excitable cyclic AMP indicator.
  Seiko Kawata; Yuto Yamamoto; Naoto Saitoh
  Data in brief, 43 108441 - 108441, Aug. 2022, Scientific journal
  

  DOI URL
• Green fluorescent cAMP indicator of high speed and specificity suitable for neuronal live-cell imaging.
  Seiko Kawata; Yuki Mukai; Yumi Nishimura; Tomoyuki Takahashi; Naoto Saitoh
  Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(28) e2122618119 , 12 Jul. 2022, Scientific journal
  

  DOI URL
• The influences of a novel anti-adhesion device, thermally cross-linked gelatin film on peritoneal dissemination of tumor cells: The in vitro and in vivo experiments using murine carcinomatous peritonitis models.
  Hiroe Miyamoto; Hiroyuki Tsujimoto; Tsunehito Horii; Yuki Ozamoto; Joe Ueda; Toshitaka Takagi; Naoto Saitoh; Akeo Hagiwara
  Journal of biomedical materials research. Part B, Applied biomaterials, 106(6) 2122 - 2130, Aug. 2018, Scientific journal
  

  DOI URL
• Reconstitution of Giant Mammalian Synapses in Culture for Molecular Functional and Imaging Studies.
  Dimitar Dimitrov; Hiroshi Takagi; Laurent Guillaud; Naoto Saitoh; Kohgaku Eguchi; Tomoyuki Takahashi
  The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 36(12) 3600 - 10, 23 Mar. 2016, Scientific journal
  

  DOI URL
• Developmental shift to a mechanism of synaptic vesicle endocytosis requiring nanodomain Ca2+.
  Takayuki Yamashita; Kohgaku Eguchi; Naoto Saitoh; Henrique von Gersdorff; Tomoyuki Takahashi
  Nature neuroscience, 13(7) 838 - 44, Jul. 2010, Scientific journal
  

  DOI URL
• Involvement of Ca2+ channel synprint site in synaptic vesicle endocytosis.
  Hiroyasu Watanabe; Takayuki Yamashita; Naoto Saitoh; Shigeki Kiyonaka; Akihiro Iwamatsu; Kevin P Campbell; Yasuo Mori; Tomoyuki Takahashi
  The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 30(2) 655 - 60, 13 Jan. 2010, Scientific journal
  

  DOI URL
• Essential role of nanodomain Ca2+ in synaptic vesicle endocytosis at a fast central synapse
  Takayuki Yamashita; Kohgaku Eguchi; Naoto Saitoh; Tomoyuki Takahashi
  JOURNAL OF PHYSIOLOGICAL SCIENCES, SPRINGER TOKYO, 60 S47 - S47, 2010
  

  URL
• Developmental changes in calcium/calmodulin-dependent inactivation of calcium currents at the rat calyx of Held.
  Takeshi Nakamura; Takayuki Yamashita; Naoto Saitoh; Tomoyuki Takahashi
  The Journal of physiology, 586(9) 2253 - 61, 01 May 2008, Scientific journal
  

  DOI URL
• Involvement of AMPA receptor desensitization in short-term synaptic depression at the calyx of Held in developing rats.
  Maki Koike-Tani; Takeshi Kanda; Naoto Saitoh; Takayuki Yamashita; Tomoyuki Takahashi
  The Journal of physiology, 586(9) 2263 - 75, 01 May 2008, Scientific journal
  

  DOI URL
• 4-Chloro-m-cresol, an activator of ryanodine receptors, inhibits voltage-gated K(+) channels at the rat calyx of Held.
  Daisuke Suzuki; Tetsuya Hori; Naoto Saitoh; Tomoyuki Takahashi
  The European journal of neuroscience, 26(6) 1530 - 6, Sep. 2007, Scientific journal
• Mechanisms underlying developmental changes in the contribution of AMPA receptor desensitization to short-term synaptic plasticity
  Koike-Tani Maki; Kanda Satoshi; Saitoh Naoto; Takahashi Tomoyuki
  Proceedings of Annual Meeting of the Physiological Society of Japan, PHYSIOLOGICAL SOCIETY OF JAPAN, 2007 019 - 019, 2007
  

  DOI URL
• Mechanisms underlying developmental speeding in AMPA-EPSC decay time at the calyx of Held.
  Maki Koike-Tani; Naoto Saitoh; Tomoyuki Takahashi
  The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 25(1) 199 - 207, 05 Jan. 2005, Scientific journal
• Adenosine A(1) receptor-mediated presynaptic inhibition at the calyx of Held of immature rats.
  Masahiro Kimura; Naoto Saitoh; Tomoyuki Takahashi
  The Journal of physiology, 553(Pt 2) 415 - 26, 01 Dec. 2003, Scientific journal
• Distinct roles of Kv1 and Kv3 potassium channels at the calyx of Held presynaptic terminal.
  Taro Ishikawa; Yukihiro Nakamura; Naoto Saitoh; Wen-Bin Li; Shinichi Iwasaki; Tomoyuki Takahashi
  The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 23(32) 10445 - 53, 12 Nov. 2003, Scientific journal
• Neuronal calcium sensor 1 and activity-dependent facilitation of P/Q-type calcium currents at presynaptic nerve terminals.
  Tetsuhiro Tsujimoto; Andreas Jeromin; Naoto Saitoh; John C Roder; Tomoyuki Takahashi
  Science (New York, N.Y.), 295(5563) 2276 - 9, 22 Mar. 2002, Scientific journal
• Novel mutations in C-terminal channel region of the ryanodine receptor in malignant hyperthermia patients.
  Hideto Oyamada; Keiko Oguchi; Naoto Saitoh; Toshiko Yamazawa; Kenzo Hirose; Yoko Kawana; Kazunao Wakatsuki; Katsuji Oguchi; Megumi Tagami; Kazuo Hanaoka; Makoto Endo; Masamitsu Iino
  Japanese journal of pharmacology, 88(2) 159 - 66, Feb. 2002, Scientific journal
• Activation of the epsilon isoform of protein kinase C in the mammalian nerve terminal.
  N Saitoh; T Hori; T Takahashi
  Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 98(24) 14017 - 21, 20 Nov. 2001, Scientific journal
• GTP-binding protein beta gamma subunits mediate presynaptic calcium current inhibition by GABA(B) receptor.
  Y Kajikawa; N Saitoh; T Takahashi
  Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 98(14) 8054 - 8, 03 Jul. 2001, Scientific journal
• Overexpression of myotonic dystrophy protein kinase in C2C12 myogenic culture involved in the expression of ferritin heavy chain and interleukin-1alpha mRNAs.
  T Watanabe; N Sasagawa; F Usuki; H Koike; N Saitoh; H Sorimachi; K Maruyama; H Nakase; A Takagi; S Ishiura; K Suzuki
  Journal of the neurological sciences, 167(1) 26 - 33, 01 Aug. 1999, Scientific journal
• Patch clamp studies on ion pumps of the cytoplasmic membrane of Escherichia coli. Formation, preparation, and utilization of giant vacuole-like structures consisting of everted cytoplasmic membrane.
  T Kuroda; N Okuda; N Saitoh; T Hiyama; Y Terasaki; H Anazawa; A Hirata; T Mogi; I Kusaka; T Tsuchiya; I Yabe
  The Journal of biological chemistry, 273(27) 16897 - 904, 03 Jul. 1998, Scientific journal
• Identification and purification of myotonin protein kinase (MtPK) from rat skeletal muscle sarcoplasmic reticulum
  Hisashi Koike; Naoto Saitoh; Noboru Sasagawa; Tomoji Watanabe; Masatake Shimokawa; Hiroyuki Sorimachi; Kiichi Arahata; Shoichi Ishiura; Koichi Suzuki
  Biomedical Research, Biomedical Research Foundation, 19(2) 93 - 99, 1998, Scientific journal
  

  DOI URL
• Expanded CTG repeats in myotonin protein kinase suppresses myogenic differentiation.
  F Usuki; S Ishiura; N Saitoh; N Sasagawa; H Sorimachi; H Kuzume; K Maruyama; T Terao; K Suzuki
  Neuroreport, 8(17) 3749 - 53, 01 Dec. 1997, Scientific journal
• Novel isoform of myotonin protein kinase: gene product of myotonic dystrophy is localized in the sarcoplasmic reticulum of skeletal muscle.
  M Shimokawa; S Ishiura; N Kameda; M Yamamoto; N Sasagawa; N Saitoh; H Sorimachi; H Ueda; S Ohno; K Suzuki; T Kobayashi
  The American journal of pathology, 150(4) 1285 - 95, Apr. 1997, Scientific journal
• Immunocytochemical localization of a full-length myotonin protein kinase in rat L6 myoblasts.
  N Saitoh; N Sasagawa; H Koike; M Shimokawa; H Sorimachi; S Ishiura; K Suzuki
  Neuroscience letters, 218(3) 214 - 6, 08 Nov. 1996, Scientific journal
• Effect of artificial (CTG) repeat expansion on the expression of myotonin protein kinase (MtPK) in COS-1 cells
  Noboru Sasagawa; Naoto Saitoh; Masatake Shimokawa; Hiroyuki Sorimachi; Kei Maruyama; Kiichi Arahata; Shoichi Ishiura; Koichi Suzuki
  Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Basis of Disease, Elsevier B.V., 1315(2) 112 - 116, 01 Mar. 1996, Scientific journal
  

  DOI URL
• Effect of artificial (CTG) repeat expansion on the expression of myotonin protein kinase (MtPK) in COS-1 cells.
  N Sasagawa; N Saitoh; M Shimokawa; H Sorimachi; K Maruyama; K Arahata; S Isiura; K Suzuki
  Biochimica et biophysica acta, 1315(2) 112 - 6, 01 Mar. 1996, Scientific journal
• [Myotonin protein kinase].
  S Ishiura; N Sasagawa; N Saitoh; H Koike; H Sorimachi; K Suzuki; M Shimokawa; F Usuki; H Nakase; K Kamakura
  Rinsho shinkeigaku = Clinical neurology, 35(12) 1482 - 3, Dec. 1995, Scientific journal

MISC

• Development of a high-speed and specific fluorescent probe for neuronal cAMP imaging
  齋藤直人
  生化学, (公社)日本生化学会, 95(5) 682 - 690, 2023
• 大学初年次における生命科学実験[第3回]生理学実験における多数データの取り扱いを学ぶ
  齋藤直人
  生物の科学 遺伝, 77(5), 2023
• 興奮性シナプス伝達の生後発達変化に対するAMPA受容体脱感作の寄与
  小池 (谷)真紀; 斉藤 直人; 高橋 智幸
  日本生理学雑誌, (一社)日本生理学会, 69(6) 242 - 242, Jun. 2007
• シナプス可塑性の細胞及び分子メカニズム AMPA受容体脱感作の短期シナプス可塑性への関与における発生学的変化のメカニズム(Cellular and molecular mechanism of synaptic plasticity Mechanisms underlying developmental changes in the contribution of AMPA receptor desensitization to short-term synaptic plasticity)
  Koike-Tani Maki; Kanda Satoshi; Saitoh Naoto; Takahashi Tomoyuki
  The Journal of Physiological Sciences, (一社)日本生理学会, 57(Suppl.) S19 - S19, Apr. 2007
• AMPA受容体減感作のcaryx of Heldでのシナプス機能低下に対する寄与における発育上の変化(Developmental change in the contribution of AMPA receptor desensitization to synaptic depression at the calyx of Held)
  Koike-Tani Maki; Saitoh Naoto; Takahashi Tomoyuki
  The Japanese Journal of Physiology, (一社)日本生理学会, 55(Suppl.) S128 - S128, May 2005
• Presynaptic mechanism underlying regulation of transmitter release by G protein coupled receptors
  Tomoyuki Takahashi; Yoshinao Kajikawa; Masahiro Kimura; Naoto Saitoh; Tetsuhiro Tsujimoto
  Korean Journal of Physiology and Pharmacology, 8(2) 69 - 76, Apr. 2004, Book review
• Contributions of AMPA receptor desensitization to EPSC waveform and synaptic depression decrease with development at the calyx of Held
  Koike Maki; Saito Naoto; Takahashi Tomoyuki
  Proceedings of Annual Meeting of the Physiological Society of Japan, PHYSIOLOGICAL SOCIETY OF JAPAN, 2004(0) S139 - S139, 2004
  

  DOI URL
• myotoninプロテインキナーゼ(MtPK)により活性化される新しい遺伝子
  Sasagawa Noboru; Watanabe Tomoji; Usuki Fusako; Saitoh Naoto; Ito Masayuki; Koike Hisashi; Suzuki Koichi; Ishiura Shoichi
  Biomedical Research, バイオメディカルリサーチプレス, 20(2) 99 - 108, Apr. 1999
  

  Permalink
• ミオトニンプロテインキナーゼ(MtPK)はC2C12筋原細胞の塩化物透過性に影響を及ぼす
  Saitoh Naoto; Usuki Fusako; Sasagawa Noboru; Koike Hisashi; Sorimachi Hiroyuki; Yabe Isamu; Ishiura Shoichi; Suzuki Koichi
  Biomedical Research, バイオメディカルリサーチプレス, 19(3) 191 - 198, Jun. 1998
  

  Permalink
• ラット骨格筋筋小胞体からのミオトニン蛋白キナーゼ(MtPK)の同定及び精製
  Koike Hisashi; Saitoh Naoto; Sasagawa Noboru
  Biomedical Research, バイオメディカルリサーチプレス, 19(2) 93 - 99, Apr. 1998
  

  Permalink

Presentations

• 後期長期増強誘導における核cAMP動態の可視化と光制御
  小林 裕; 藤枝 悠佑; 齋藤 直人
  NEURO2024, 26 Jul. 2024, Poster presentation
• シナプス前末端タグの短い切断シナプシン配列
  国松 悠馬; 齋藤 直人
  NEURO2024, 25 Jul. 2024, Poster presentation
• 複数回高頻度刺激は海馬ニューロンにおいて核内cAMPの上昇を引き起こす
  小林 裕; 齋藤 直人
  第46回日本神経科学大会, 02 Aug. 2023, Poster presentation
• 神経細胞cAMP動態解明を目指したcAMP蛍光プローブの開発とライブイメージング
  川田聖香; 齋藤直人
  2022年度 生理学研究所研究会 「細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線」, 15 Sep. 2022, Oral presentation
• 紫色励起光型cAMPプローブの特性とライブイメージング
  山本優斗; 川田聖香; 齋藤直人
  日本神経科学大会, 02 Jul. 2022, Poster presentation
• cAMP緑色蛍光プローブgCarvi発現神経細胞の基底及び変動cAMP解析
  川田聖香; 齋藤直人
  日本神経科学大会, 02 Jul. 2022, Poster presentation
• Monomeric green fluorescent probe gCarvi is optimal in cyclic adenosine monophosphate imaging of live neuron
  Seiko Kawata; Naoto Saitoh
  SfN Neuroscience 2021, Nov. 2021
• Aβ毒性に対する海馬神経ネットワークの恒常性維持機構
  石川裕貴; 堀哲也; 齋藤直人
  日本神経科学大会, 26 Jul. 2019, Poster presentation
• アミロイドβ毒性に対する海馬神経ネットワークの恒常性維持機構
  石川裕貴; 堀哲也; 齋藤直人
  日本神経科学大会, 26 Jul. 2019, Oral presentation
• cAMP imaging during axon elongation and presynaptic differentiation of cerebellar granule cell
  向井友規; 川田聖香; 石川裕貴; 堀哲也; 齋藤直人
  日本神経科学大会, Jul. 2018, Poster presentation
• Low-Dose Aβ has no effect on hippocampal pyramidal cell activity
  石川裕貴; 堀哲也; 齋藤直人
  日本神経科学大会, Jul. 2018, Poster presentation
• Genetically-Encoded Green Fluorescent cAMP indicator for Multi-Color Cell Imaging
  Yuki Mukai; Hiroki Ishikawa; Seiko Kawata; Tetsuya Hori; Naoto Saitoh
  The 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology, Jul. 2018, Poster presentation
• Presynaptic targeting g-CC reveals localized cAMP dynamics in hippocampal culture
  Seiko Kawata; Tetsuya Hori; Naoto Saitoh
  The 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology, Jul. 2018, Poster presentation
• 培養海馬神経細胞へのアミロイドβ長時間投与時の発火頻度に対する影響
  石川裕貴; 堀哲也; 齋藤直人
  ConBio2017, Dec. 2017, Poster presentation
• シナプス前末端におけるシナプス形成時のcAMP応答の解析
  向井友規; 久保遥平; 石川裕貴; 川田聖香; 堀哲也; 齋藤直人
  ConBio2017, Dec. 2017, Poster presentation
• 苔状線維前末端における刺激頻度依存的cAMP動態の解析
  川田聖香; 堀哲也; 齋藤直人
  ConBio2017, Dec. 2017, Poster presentation
• 培養海馬苔状線維におけるcAMPタンパク質プローブの発現
  川田聖香; 久保遥平; 堀哲也; 齋藤直人
  日本神経科学大会, Jul. 2017, Poster presentation
• シナプス伝達の成熟過程に関与する分子細胞メカニズム
  齋藤直人
  京都大学生命科学研究科リトリート, 2017, Invited oral presentation
• サイクリックヌクレオチドとカルシウムの同時生細胞イメージング
  川田聖香; 増岡伸弥; 渡部僚; 堀哲也; 齋藤直人
  BMB2015, Dec. 2015, Poster presentation

Industrial Property Rights

• Patent right
  ペプチド及びcAMP指示薬の製造方法
  齋藤 直人, 川田 聖香
  特願2021-019242, 特開2022-122140, 特許第7613726号, 学校法人同志社

Research Projects

• cAMPプレシナプスドメインの機能構造解析
  齋藤 直人
  日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 2023/04 -2026/03, 基盤研究(C), 同志社大学
• Homeostatic plasticity mechanisms against neurodegenerative disease
  Saitoh Naoto
  I have focused on the mechanisms of the neurodegenerative disease. Especially, the relation between Ab toxicity and neuronal homeostatic plasticity is the most important issue in this work. Ab is the well-known molecule for the cause of Alzheimer’s disease. After hippocampal primary culture got network activity, Ab was applied to the culture media. Ab has no acute effect on the cultured neuron activity. In several days, though, Ab diminished the presynaptic size both of excitatory and inhibitory synapse. Network activity is not changed at 37C, but changed at 28C. These results indicate temperature-sensitive homeostatic plasticity rescued from the toxicity of Ab in the experimental condition. In addition, BDNF might completely eliminate the toxicity of Ab, so there was no network activity change., Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, 2014/04 -2016/03, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Doshisha University
• structure and function of mitochondria at presynaptic terminal
  SAITOH Naoto
  Mitochondrial function is essential for various aspects of living cell. Its morphological feature should be also important for living cell dynamics especially for the energy supply. I focus on the presynaptic mitochondria because presynaptic terminal is the specialized machine in terms of vesicular traffic which is controlled by the activity of neuron. First of all, I checked that presynaptic mitochondria is free moving or not. FCS analysis revealed that nocodazole, famous microtubule disrupting reagent, has affected the presynaptic mitochondrial stability. I conclude that the linking with microtubule might ensure the activity dependency of presynaptic energy supply from the mitochondria. To address this issue, I developed the novel cAMP probe. It can visualize the cAMP dynamics inside the mitochondria. It has been believed that [cAMP]mt is important modulator for electron transport activity. I have proposed the hypothesis that presynaptic activity induce the [cAMP]mt increase, which depend on microtubule platform, then up-regulate ATP production for energy use of synaptic transmission., Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, 2011 -2013, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Doshisha University
• ボツリヌス毒素を用いたシナプトタグミンの可視化とリサイクリング速度の解析
  齋藤 直人
  神経情報処理を恒常的に維持するためには、シナプス伝達が安定して行われる必要がある。伝達物質受容体はシナプス後部にありさえすれば、伝達物質を受容し多かれ少なかれ応答することが出来る。一方、シナプス小胞は内包する伝達物質を放出してしまったらそれで終わりである。そのままでは速やかにシナプス伝達が止まってしまう為、シナプス小胞はリサイクリングされる。シナプス小胞のリサイクリング機構を明らかにすることは、シナプス伝達の恒常性を考える上でも重要な意味を持つだろう。これまで、シナプス小胞のリサイクリングを解析する道具としてFM dye(両親媒性蛍光色素)やSynapto-pHlourin(VAMP2とpH感受性GFPのFusionタンパク)を用いた研究が行われてきた。しかし主にexocytosisまたはendocytosisに着目した研究であり、endocytosisから再放出までの過程(en-rex過程)を詳細に検討した報告は少ない。本研究の目的はこのen-rex過程を解析する方法論を確立することである。 この目的のために、ボツリヌス菌毒素Gのシナプトタグミン結合領域を大腸菌生合成系によって作製した。可溶化を促進するようなタグ配列を付加すると、可溶化はされるがこのタグ配列が邪魔をしてシナプトタグミンに結合できない可能性があった。このためタグを単純屏Hisタグとして作製したが全てが不溶化してしまった。この問題を解決する中で、当該部分配列を可溶化するためには1M程度のアルギニンが有効であることが分かった。シナプトタグミン結合領域に蛍光色素を付加し、神経前末端に取り込まれるかどうか実験を行った結果、シナプス前末端には蛍光は観察されなかった。, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 2008 -2010, 挑戦的萌芽研究, 同志社大学
• 巨大シナプス前終末の培養系の確立と発展
  齋藤 直人
  本研究課題の中で新規の培養系の確立を行った。主要な目的は巨大なシナプス前終末を培養条件下で再現することである。この目的のため、胎児期または新生マウスの脳幹を摘出し、さらに蝸牛神経核と台形体内側核を切り出してきて、これをパパインで分散しカバーグラス上で培養を行った。以上のステップの条件を詳細に検討することによって、実際に培養カリックス様シナプス前終末の形成に成功した。 この培養シナプス前終末はCalyx of Held同様細胞体を取り巻くような形態をしており、シナプス小胞を含んでいることを免疫細胞化学的に確かめた。また、開口放出に必要な一連のタンパス質の局在も確認した。 さらに、電気生理学的手法により、グルタミン作動性のシナプス伝達が行われていること、またFM dyeを用いた研究によりリサシナプス小胞のリサイクリングが行われていることも確認できた。 遺伝子導入はリポフェクション法によって2,3%の神経細胞に導入が可能であった。この方法によって、培養カリックスにGFP等の蛍光タンパクを発現させることによって、長時間に渡るイメージングも可能である。 これまで遺伝子工学的手法が容易に適用できる、巨大な(光学的に検出可能な)シナプス前終末はなかった。多くのシナプス前終末は光学顕微鏡下で観察するにはあまりに小さく、このためシナプス伝達におけるシナプス前終末の役割は解明が立ち後れている。本研究課題の実績によって、この分野に新しいモデルシナプス(前終末)を提供できるものと考えている。, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 2006 -2007, 萌芽研究
• Postnatal developmental changes in synaptic molecules underlying maturation of excitatory synaptic transmission and synaptic regulation
  TAKAHASHI Tomoyuki; TUJIMOTO Tetsuhiro
  (1) During the postnatal development Kv3 and Kv1 currents underwent a parallel increase, and became faster. Specific block of these channels indicated that the developmental changes of Kv3 and Kv1 contribute to establishment of reliable firing at high frequency, and stabilizing the nerve terminal, respectively (Nakamura & Takahashi, 2007) (2) Bath-applied 4-CmC markedly increased the EPSC amplitude at the calyx of Held by inhibiting presynaptic voltage-gated K+currents, with no effect on voltage-gated Ca2+currents (Suzuki et al, 2007). (3) The CaM-dependent IpCa inactivation during low-frequency stimulation, and the ensuing synaptic depression, occurs only at immature calyces, when a high intra-terminal Ca2+concentration can be attained during low frequency stimulation (Nakamura et al, 2008). (4) Contribution of AMPAR desensitization to paired-pulse depression decreased after hearing onset, concomitantly with a developmental declines of GluR1 expression and transmitter release probability, indicating that both pre- and postsynaptic mechanisms contribute to the involvement of AMPAR desensitization in short-term synaptic depression (Koike-Tani et al, 2008)., Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, 2005 -2007, Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• 中枢シナプス生後発達分化の細胞分子メカニズム
  高橋 智幸; 辻本 哲宏; 齋藤 直人
  (1)生後発達に伴う興奮性シナプス応答時間短縮におけるAMPA型グルタミン酸受容体サブユニットの役割:単一細胞RT-PCR法を用いて、生後発達に伴うAMPA受容体電流脱感作時間の短縮にGluR4 flopの発現増加が寄与することを明らかにした。また、生後発達に伴うAMPA受容体媒介性シナプス電流下降相の短縮にはAMPA受容体チャネルの脱感作時間の短縮と共に、開口時間の短縮が関与することが明らかになった。(Koike-Tani et al 2005 J Neurosci)。 (2)神経終末端シナプス小胞の回収に関与するGタンパク質:聴覚中継シナプスcalyx of Heldにおけるendocytosisは専ら単量体Gタンパク質dynaminに依存することが明らかになった(Yamashita et al,2005 Science)。 (3)神経終末端Ca電流の活動依存性増強分子機構:Ca電流の活動依存性増強はCa結合タンパク質NCS-1によって媒介されることを以前に報告したが、NCS-1依存性のCa電流増強はP/Q型Caチャネル特異的で、シナプス伝達の増強に寄与することが明らかになった(Ishikawa et al 投稿中)。 (4)cAMP依存性シナプス増強分子機構:神経末端のcAMP濃度が上昇すると伝達物質の放出が増強されることを直接的に証明した。更に、この作用はAkinaseに依存せず、cAMP-GEF (Epac)に依存性することが明らかになった(Kaneko et al,2004 J Neurosci)。 (5)神経終末端Caチャネルサブタイプの生後発達スイッチを制御する分子機構の解明:Caチャネルサブユニットの選別分子機構に関して、Caチャネルのα_1サブユニットに特異的に結合する新たなタンパク質を2種類見出した、そのうちのひとつはN型Caチャネルα_<1B>サブユニットに特異的な結合を示した(未発表)。, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 2001 -2005, 特別推進研究, 東京大学
• シナプス伝達におけるカルシウム/カルモデュリン依存性のプロテインキナーゼIIの役割
  斎藤 直人
  本研究の目的は、長期可塑性を有するシナプスと示さないシナプスを決定する分子を探索し証明することにある。長期可塑性を示すシナプスとして海馬苔状線維-CA3錐体細胞シナプスを、長期可塑性の認められないシナプスとして脳幹MNTBシナプスを対照とした。免疫細胞染色、免疫ブロット法を用いて解析したところ、PKA、PKC、MAPK、TrkB、calcineurin、Eph、Ephrin、adehylate cyclase、rab3、synaptotagmin、synaptophysin、syntaxin、SNAP25、NMDA receptor、AMPA receptor、などは発達時期やサブタイプ、量的な差はあるにしろ両シナプスに局在が認められた。これまでのところ、唯一CaMK IIが海馬苔状線維-CA3錐体細胞シナプスには豊富に局在する反面、MNTBシナプスには局在しないことが明らかになった。 この結果を基にMNTBシナプスに人工的にCaMK IIを導入することを試みた。近年、1残基のアルギニンを目的の蛋白に連結しておくと、細胞内に蛋白質を細胞外から導入できることが報告されている。同方法を用いて検討したが、MNTBシナプスへの導入は成功しなかった。このため記録電極にCaMK IIを混ぜ、MNTB細胞に直接導入した上で海馬では長期増強を引き起こせるような高頻度刺激を試したが、長期可塑性は認められなかった。Calmodulinの濃度が下がったことが原因である可能性が考えられたため、CaMK IIと同時にcalmodulinも導入した上で高頻度刺激を試したが、やはり長期可塑性は示さなかった。 以上の結果から、シナプスが長期可塑性を有するかどうかを決定する分子としてCaMK IIは最大の候補分子であるが、他にもキーとなる重要な分子があることが予想される。, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 2002 -2003, 若手研究(B), 東京大学