「シナプスタグ仮説」の版間の差分

{{box|text=　シナプスタグとは、新規[[wikipedia:ja:タンパク質合成|タンパク質合成]]に依存する後期[[シナプス可塑性]]が起きるシナプスを決定する入力依存的な仕組みで、仮説として提案され<ref name=ref1><pubmed>9020359</pubmed></ref> <ref name=ref2><pubmed>9610879</pubmed></ref>、近年実証された<ref name=ref3><pubmed>19443779</pubmed></ref>。}}

　海馬CA1領域でCA3領域に由来する[[Schaffer側枝]]を刺激すると、CA1領域錐体細胞のシナプス反応が記録できる。ここに頻回刺激（例えば100 Hz１秒間の刺激）を与えるとシナプスの反応が長期に増強する。これを長期増強現象 (long-term potentiation)と呼び、記憶学習の細胞レベルでの現象と考えられ、多くの研究がなされてきている。

　通常使われる刺激条件では、LTP誘導後、2時間程度以内に反応は減弱し、基線レベルに戻ってくる。しかし、条件を選ぶ事により（たとえば刺激回数を複数回にする、ドーパミンのアゴニストを加えるなど）、もっと長期のLTPを誘導する事が出来る。この両者の差は単なる量的なものではなく、初期長期増強 (early LTP, E-LTP)はタンパク質合成を必要としない一方、後期長期増強現象 (late LTP, L-LTP)は新しいタンパク質の合成を必要とする。

　シナプスタグ仮説の実証のために、岡田らはラット海馬[[初代培養|培養神経細胞]]において仮説が示唆するような動きをするタンパク質があるかどうか調べた<ref name=ref3><pubmed>19443779</pubmed></ref>。[[Vesl-1S]]は後期長期増強時に細胞体で発現誘導されるタンパク質で、シナプスのlong-form Veslタンパク質が作るネットワークを壊すことでシナプス可塑性を起こすきっかけを作るとされる[[最初期遺伝子産物]]である<ref name=ref5><pubmed>18006237</pubmed></ref><ref name=ref12867517><pubmed>12867517</pubmed></ref><ref name=ref19345194 ><pubmed> 19345194 </pubmed></ref>。そのため、彼らはすると、[[細胞体]]で合成された[[Vesl-1S]] ([[Homer1a]]) タンパク質は全ての樹状突起を輸送される。ところが、運ばれたVesl-1Sは[[NMDA型グルタミン酸受容体]]刺激があったシナプスにだけ集積し、それ以外のシナプスには集積しないことが観察された。Vesl-1Sタンパク質の樹状突起からスパイン内への移動がシナプス入力により制御されていることはシナプスタグの上記性質を全て満たしており、シナプスタグという仕組みが存在する事が実証された。

　シナプスタグの分子的実態として、岡本らは[[アクチン]]の重要性を提唱している<ref name=ref15361876 ><pubmed>15361876</pubmed></ref><ref name=ref19996366 ><pubmed> 19996366 </pubmed></ref>。アクチンは[[興奮性シナプス]]での主要な[[細胞骨格]]成分として樹状突起棘（スパイン）の形態形成と維持に関わっている他、その他の多数のタンパク質の結合部位としても機能している<ref name=ref19996366 />。LTP誘導に伴い、アクチンが増加する事によりスパインの容積が増大する事で、シナプスの結合容量が増え、新規に合成されたタンパク質をcaptureする事が可能であるとする。実際に、薬理学的にアクチンを増加させると、アクチン結合タンパク質がシナプスにて増加する<ref name=ref15361876 />。また、アクチン重合を阻害する事により、後期長期増強が起こらなくなる<ref name=ref19793974 ><pubmed>19793974</pubmed></ref>。

　二経路実験は更に、連合性後期可塑性成立に関与する分子として、[[PKM zeta|タンパク質キナーゼM&zeta;]] (protein kinase M&zeta;, PKM&zeta;)<ref name=ref6><pubmed>15958741</pubmed></ref>、[[cAMP依存性タンパク質キナーゼ]] ([[cAMP-dependent protein kinase]], [[A-kinase]], [[PKA]])、[[MEK1/2]]、[[カウシウム/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII]] ([[calcium/calmodulin dependent protein kinase|calcium/calmodulin dependent protein kinase]], [[CaMKⅡ]])<ref name=ref7><pubmed>17494693</pubmed></ref>、[[ニューロプシン]] <ref name=ref8><pubmed>18216192</pubmed></ref> など明らかにした。

　後期可塑性に伴って新規に発現誘導される遺伝子は少なくとも 100 近くに及ぶ<ref name=ref9><pubmed>10820183</pubmed></ref>。新規タンパク質の機能やシナプス部への局在・活性化の機構はタンパク質毎に異なるだろうから、シナプスタグはタンパク質毎に異なる仕組みである可能性が考えられる。局所合成によりシナプス内の環境が調節された後に、[[最初期遺伝子]]産物群、さらに遅れてやってくる遺伝子産物群などが作用することで可塑性が起きると考えれば、captureとtaggingは入れ子構造になるので厳密に区別できないのではないだろうか。