ストレス適応マウスおよび不適応マウスの海馬における5-HT受容体および輸送タンパク質KIF13Aの発現の特徴付け

Characterization of 5-HT receptor and transport protein KIF13A expression in the hippocampus of stress-adaptive and -maladaptive mice.

• Hiroko Miyagishi
• Minoru Tsuji
• Kazuya Miyagawa
• Kazuhiro Kurokawa
• Atsumi Mochida-Saito
• Kohei Takahashi
• Kumiko Ishige
• Hiroshi Takeda

抄録

ストレスに適応する能力は生体に不可欠な防御機能であり、脳内でのこの能力の障害は、大うつ病や不安障害を含む情動性疾患の発症に寄与する可能性がある。脳内セロトニン（5-HT）受容体が、ストレスへの適応の発達に少なくとも部分的に関与している可能性を示唆する証拠が増えてきています。5-HT受容体は、運動蛋白質でありキネシンスーパーファミリーの一種であるKIF13Aによってゴルジ装置から形質膜へと輸送されることが報告されている。本研究の目的は、ストレス適応マウスと不適応マウスの海馬における5-HT受容体とKIF13Aの発現パターンを明らかにすることである。マウスは、適応型（1日1時間）または非適応型（4日4時間）の拘束ストレスに繰り返し曝露されたか、または自宅のケージに14日間放置された。5-HT受容体およびKIF13A発現のレベルは、ウエスタンブロット分析によって評価した。5-HT受容体とKIF13Aの複合体が形成されていることを確認するために、青色ネイティブドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミドゲル電気泳動（BN-SDS-PAGE）を行った。ウェスタンブロッティングの結果、ストレス適応マウスおよび-不適応マウスの海馬総抽出物では、5-HT受容体およびKIF13Aの発現に有意な変化は認められなかった。一方、海馬膜画分における5HT受容体とKIF13Aの発現は、ストレス適応マウスでは増加したが、ストレス-不適応マウスでは増加しなかった。BN-SDS-PAGE解析の結果、5-HT受容体とKIF13Aのバンドは共に約70kDaの分子量で観察され、5-HT受容体とKIF13Aが複合体を形成していることが示唆された。以上の結果から、5-HT受容体とKIF13Aが複合体を形成し、ストレス適応の形成に重要な役割を果たしている可能性が示唆されました。

The ability to adapt to stress is an essential defensive function of a living body, and disturbance of this ability in the brain may contribute to the development of affective illness including major depression and anxiety disorders. A growing body of evidence suggests that brain serotonin (5-HT) receptors may be involved, at least in part, in the development of adaptation to stress. 5-HT receptor was reported to be transported by KIF13A, a motor protein and a member of the kinesin superfamily, from the golgi apparatus to the plasma membrane. The aim of the present study was to characterize the expression pattern of 5-HT receptor and KIF13A in the hippocampus of stress-adaptive and -maladaptive mice. Mice were either exposed to repeated adaptable (1 h/day) or unadaptable (4 h/day) restraint stress, or left in their home cage for 14 days. The levels of 5-HT receptor and KIF13A expression were assessed by western blot analysis. To confirm the formation of a 5-HT receptor and KIF13A complex, we performed blue native-sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (BN-SDS-PAGE). Western blotting showed that neither 5-HT receptor nor KIF13A expression changed significantly in the hippocampal total extract of stress-adaptive and -maladaptive mice. In contrast, expression of 5 H T receptor and KIF13A in the hippocampal membrane fraction was increased in stress-adaptive mice, but not in stress-maladaptive mice. BN-SDS-PAGE analysis revealed that the bands of 5-HT receptor and KIF13A were both observed at a molecular weight of approximately 70 kDa, which indicated that 5-HT receptor and KIF13A form a complex. The present findings suggest that translocation of 5-HT receptor in complex with KIF13A to the plasma membrane of the hippocampus may play an important role in the formation of stress adaptation.

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