定量的イムノブロット解析により、高齢マウスの脳ではアクチン、チューブリン、シナプトフィシン、EEA1タンパク質の量が変化していることが明らかになった

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Neuroscience.2020 Jul;S0306-4522(20)30425-5. doi: 10.1016/j.neuroscience.2020.06.044.Epub 2020-07-08.

定量的イムノブロット解析により、高齢マウスの脳ではアクチン、チューブリン、シナプトフィシン、EEA1タンパク質の量が変化していることが明らかになった

Quantitative immunoblotting analyses reveal that the abundance of actin, tubulin, synaptophysin and EEA1 proteins is altered in the brains of aged mice.

Hou Ve
Valérie C Cabana
Gilles Gouspillou
Marc P Lussier

PMID: 32652177 DOI: 10.1016/j.neuroscience.2020.06.044.

抄録

シナプス活動の最適化は、記憶や学習を含む認知機能に不可欠である。高齢者の認知機能の低下は、シナプス機能の変化と関連していることが示されている。しかし、加齢が脳のシナプスにおける神経伝達物質受容体や付属タンパク質の発現に与える影響は明らかにされていない。この知見のギャップを埋めるために、我々はマウスの脳細胞内組織分画法を用いて、定量的ウエスタンブロット法を用いてタンパク質の発現量を測定することにより、加齢による脳への影響を調べた。その結果、7ヶ月齢のマウス組織を対照群と22ヶ月齢のマウス組織を比較したところ、AMPA受容体サブユニットのレベルには実験群間で有意な差は認められませんでした。また、GluN2Aのレベルは変化しなかったが、GluN2BのNMDA受容体サブユニットの量は高齢マウスでは減少した。細胞骨格蛋白質の解析では、PSD-95蛋白質は変化しなかったが、高齢マウスではアクチンとチューブリンのレベルが変化していた。ベシクル蛋白質解析の結果、高齢脳ではシナプトフィシンが減少しているのに対し、EEA1は有意に増加していることがわかった。このように、生理学的な加齢は、認知機能に関与するタンパク質である神経伝達物質の放出や小胞循環に関連する分子の量に大きな影響を与えていることが示唆された。

Optimal synaptic activity is essential for cognitive function, including memory and learning. Evidence indicates that cognitive decline in elderly individuals is associated with altered synaptic function. However, the impact of aging on the expression of neurotransmitter receptors and accessory proteins in brain synapses remains unclear. To fill this knowledge gap, we investigated the effect of aging on the mouse brain by utilizing a subcellular brain tissue fractionation procedure to measure protein abundance using quantitative Western Blotting. Comparing 7-month- (control) and 22-month- (aged) old mouse tissue, no significant differences were identified in the levels of AMPA receptor subunits between the experimental groups. The abundance of GluN2B NMDA receptor subunits decreased in aged mice, whereas the levels of GluN2A did not change. The analysis of cytoskeletal proteins showed an altered level of actin and tubulin in aged mice while PSD-95 protein did not change. Vesicle protein analysis revealed that synaptophysin abundance is decreased in older brains whereas EEA1 was significantly increased. Thus, our results suggest that physiological aging profoundly impacts the abundance of molecules associated with neurotransmitter release and vesicle cycling, proteins implicated in cognitive function.