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英語名:neuroligin | 英語名:neuroligin | ||
{{box|text= ニューロリギンはシナプス後部(postsynapse)に存在する1回膜貫通型タンパク質であり、シナプス前末端(presynapse,presynaptic terminal)に存在する[[ニューレキシン]](Neurexin: NRXN)の内因性リガンドであり、シナプスの成熟や機能を調整している<ref name=ref1><pubmed>18923512</pubmed></ref>。ニューロリギンのアイソフォームは、グルタミン酸作動性・GABA作動性神経シナプスの構築の選別に影響すると考えられている。また、自閉症や統合失調症のリスク遺伝子として考えられており、遺伝子改変マウスは自閉症様行動を示す<ref><pubmed>17823315</pubmed></ref> <ref><pubmed>21808020</pubmed></ref> <ref><pubmed>23183221</pubmed></ref> <ref><pubmed>19243448</pubmed></ref>。 | {{box|text= ニューロリギンはシナプス後部(postsynapse)に存在する1回膜貫通型タンパク質であり、シナプス前末端(presynapse,presynaptic terminal)に存在する[[ニューレキシン]](Neurexin: NRXN)の内因性リガンドであり、シナプスの成熟や機能を調整している<ref name=ref1><pubmed>18923512</pubmed></ref>。ニューロリギンのアイソフォームは、グルタミン酸作動性・GABA作動性神経シナプスの構築の選別に影響すると考えられている。また、自閉症や統合失調症のリスク遺伝子として考えられており、遺伝子改変マウスは自閉症様行動を示す<ref name=ref1><pubmed>17823315</pubmed></ref> <ref name=ref2><pubmed>21808020</pubmed></ref> <ref><pubmed>23183221</pubmed></ref> <ref name=ref3><pubmed>19243448</pubmed></ref>。 | ||
}} | }} | ||
== 歴史 == | == 歴史 == | ||
ニューレキシン1βの[[wikipedia:ja:アフィニティーカラム|アフィニティーカラム]]を用いた実験により、ニューレキシン1βの結合タンパク質としてニューロリギン1が初めて同定された<ref name= | ニューレキシン1βの[[wikipedia:ja:アフィニティーカラム|アフィニティーカラム]]を用いた実験により、ニューレキシン1βの結合タンパク質としてニューロリギン1が初めて同定された<ref name=ref4><pubmed>7736595</pubmed></ref>。 | ||
==サブタイプ== | ==サブタイプ== | ||
ヒトでは5つのニューロリギン遺伝子がある([[ニューロリギン1|NLGN1]]、[[ニューロリギン2|NLGN2]]、[[ニューロリギン3|NLGN3]]、[[ニューロリギン4|NLGN4]]、[[ニューロリギン4Y|NLGN4Y]] | ヒトでは5つのニューロリギン遺伝子がある([[ニューロリギン1|NLGN1]]、[[ニューロリギン2|NLGN2]]、[[ニューロリギン3|NLGN3]]、[[ニューロリギン4|NLGN4]]、[[ニューロリギン4Y|NLGN4Y]])<ref name=ref4 /> <ref name=ref5><pubmed>11368788</pubmed></ref> <ref><pubmed></pubmed></ref> <ref><pubmed>18434543</pubmed></ref> <ref><pubmed>8576240</pubmed></ref>。また、ショウジョウバエ(4遺伝子<ref><pubmed>20547130</pubmed></ref> <ref><pubmed>21228178</pubmed></ref>)やアメフラシ(1遺伝子<ref><pubmed>21555073</pubmed></ref>)、ミツバチ(5遺伝子<ref><pubmed>18974885</pubmed></ref> <ref><pubmed>20161754</pubmed></ref>、線虫(1遺伝子<ref><pubmed>20083577</pubmed></ref>)などの無脊椎動物においてもニューロリギン遺伝子の発現が認められている。 | ||
{| class="wikitable" | {| class="wikitable" | ||
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== 発現 == | == 発現 == | ||
ニューロリギン1とニューロリギン2はそれぞれ中枢神経系のグルタミン酸作動性神経(興奮性)シナプスとGABA作動性神経(抑制性)シナプスに発現している<ref><pubmed>9927700</pubmed></ref> <ref><pubmed>15540461</pubmed></ref> <ref><pubmed>15620359</pubmed></ref>。ニューロリギンの興奮性・抑制性シナプスにおける局在はシナプス足場蛋白(PSD-95とgephyrin)によって調節されていることが示唆されている<ref><pubmed>1991435</pubmed></ref>。また、ヒトでは、ニューロリギン2の膵島と大腸における発現が確認されている<ref><pubmed>18755801</pubmed></ref>。ニューロリギン3は興奮性と抑制性の両シナプスに発現しており<ref name=ref1003 />、げっ歯類ではグリア細胞にも発現が確認されている<ref><pubmed>11329178</pubmed></ref>。また、ヒトではニューロリギン3は心臓、骨格筋、胎盤、膵臓にも発現している<ref><pubmed>10767552</pubmed></ref>。ニューロリギン4は心臓、肝臓、骨格筋、膵臓に発現し、脳では低レベルで発現しており<ref | ニューロリギン1とニューロリギン2はそれぞれ中枢神経系のグルタミン酸作動性神経(興奮性)シナプスとGABA作動性神経(抑制性)シナプスに発現している<ref><pubmed>9927700</pubmed></ref> <ref><pubmed>15540461</pubmed></ref> <ref><pubmed>15620359</pubmed></ref>。ニューロリギンの興奮性・抑制性シナプスにおける局在はシナプス足場蛋白(PSD-95とgephyrin)によって調節されていることが示唆されている<ref><pubmed>1991435</pubmed></ref>。また、ヒトでは、ニューロリギン2の膵島と大腸における発現が確認されている<ref><pubmed>18755801</pubmed></ref>。ニューロリギン3は興奮性と抑制性の両シナプスに発現しており<ref name=ref1003 />、げっ歯類ではグリア細胞にも発現が確認されている<ref><pubmed>11329178</pubmed></ref>。また、ヒトではニューロリギン3は心臓、骨格筋、胎盤、膵臓にも発現している<ref><pubmed>10767552</pubmed></ref>。ニューロリギン4は心臓、肝臓、骨格筋、膵臓に発現し、脳では低レベルで発現しており<ref name=ref5 />、網膜のグリシン作動性神経シナプス後部に発現していることが報告されている<ref><pubmed>21282647</pubmed></ref>。 | ||
Allen Brain Atlasでの発現パターン(Mouse) | Allen Brain Atlasでの発現パターン(Mouse) | ||
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神経活動依存的にニューロリギン1は翻訳後修飾を受けることが知られている。細胞膜上のニューロリギン1は、NMDA受容体依存的に活性化されたプロテアーゼによって切断される<ref><pubmed>23083741</pubmed></ref> <ref><pubmed>23083742</pubmed></ref>。その結果、興奮性シナプス伝達能の低下する<ref><pubmed>23083741</pubmed></ref>。この活動依存的NLGN1切断はシナプス密度を調節し<ref><pubmed>23083742</pubmed></ref>、興奮性シナプス伝達効率を変化させる<ref><pubmed>23083741</pubmed></ref>。 | 神経活動依存的にニューロリギン1は翻訳後修飾を受けることが知られている。細胞膜上のニューロリギン1は、NMDA受容体依存的に活性化されたプロテアーゼによって切断される<ref><pubmed>23083741</pubmed></ref> <ref><pubmed>23083742</pubmed></ref>。その結果、興奮性シナプス伝達能の低下する<ref><pubmed>23083741</pubmed></ref>。この活動依存的NLGN1切断はシナプス密度を調節し<ref><pubmed>23083742</pubmed></ref>、興奮性シナプス伝達効率を変化させる<ref><pubmed>23083741</pubmed></ref>。 | ||
ニューロリギン1は記憶と学習の分子基盤と考えられる長期増強現象(long-term potentiation:LTP)の発現に必要であり、SSBの存在が寄与している<ref><pubmed>23083734</pubmed></ref> <ref><pubmed>20147539</pubmed></ref> <ref><pubmed>18579781</pubmed></ref>。一方、ニューロリギン3は、knockdown実験とknockoutマウスではLTPには関与しないことが報告されているが、ミスセンス変異(Arg451Cys置換)ニューロリギン3 knockinマウスではLTPの増大が認められている<ref><pubmed>23083734</pubmed></ref> <ref | ニューロリギン1は記憶と学習の分子基盤と考えられる長期増強現象(long-term potentiation:LTP)の発現に必要であり、SSBの存在が寄与している<ref><pubmed>23083734</pubmed></ref> <ref><pubmed>20147539</pubmed></ref> <ref><pubmed>18579781</pubmed></ref>。一方、ニューロリギン3は、knockdown実験とknockoutマウスではLTPには関与しないことが報告されているが、ミスセンス変異(Arg451Cys置換)ニューロリギン3 knockinマウスではLTPの増大が認められている<ref><pubmed>23083734</pubmed></ref> <ref name=ref2 />。 | ||
PSD-95とニューロリギン1の複合体による逆行性の神経伝達物質放出機調節はβニューレキシンを介して行われていることが示唆されている<ref><pubmed>17237775</pubmed></ref>。遺伝子改変マウス | PSD-95とニューロリギン1の複合体による逆行性の神経伝達物質放出機調節はβニューレキシンを介して行われていることが示唆されている<ref><pubmed>17237775</pubmed></ref>。遺伝子改変マウス | ||
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====ニューロリギン3 knockoutマウス==== | ====ニューロリギン3 knockoutマウス==== | ||
社会的行動の障害(social novelty preferenceの低下)とultrasonic vocalizationの減少を示す<ref | 社会的行動の障害(social novelty preferenceの低下)とultrasonic vocalizationの減少を示す<ref name=ref3 />。脳容積の減少が認められる<ref name=ref3 />。抑制性シナプス伝達能の僅かな増加と興奮性シナプス伝達能の僅かな減少が認められるが、シナプス可塑性の変化は認められない<ref name=ref2 />。また、海馬ではパルバルブミン陽性抑制性細胞を介した抑制性シナプス伝達効率の変化は認められないが、コレシストキニン(cholesystokinin)陽性抑制性細胞を介した伝達効率の増加が認められる<ref><pubmed>23583622</pubmed></ref>。 | ||
====ニューロリギン4 knockoutマウス==== | ====ニューロリギン4 knockoutマウス==== | ||
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自閉症患者より発見されたニューロリギン3の変異を模倣したノックインマウス。 | 自閉症患者より発見されたニューロリギン3の変異を模倣したノックインマウス。 | ||
体性感覚皮質(somatosensory cortex)において抑制性シナプス伝達能の増加が認められ<ref | 体性感覚皮質(somatosensory cortex)において抑制性シナプス伝達能の増加が認められ<ref name=ref1 />、海馬では興奮性シナプス伝達効率およびLTPの増加が認められる<ref name=ref2 />。さらに、海馬ではパルバルブミン陽性抑制性細胞を介した抑制性シナプス伝達効率の減弱と、コレシストキニン陽性抑制性細胞を介した伝達効率の増加が認められる<ref><pubmed>23583622</pubmed></ref>。皮質においてパルバルブミン陽性細胞の数が減弱している<ref><pubmed>20664807</pubmed></ref>。社会的行動障害を示すことが報告されているが<ref name=ref1 /> <ref name=ref2 />、明白な障害を示さないという報告もある<ref><pubmed>19360662</pubmed></ref>。 | ||
====ニューロリギン3 Arg704Cys knockinマウス==== | ====ニューロリギン3 Arg704Cys knockinマウス==== |