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Neur1とNeur2は海馬依存性の空間記憶とシナプス可塑性に必要とされる
Neur1 and Neur2 are required for hippocampus-dependent spatial memory and synaptic plasticity.
PMID: 32644222 DOI: 10.1002/hipo.23247.
抄録
ショウジョウバエのニューロン遺伝子のマウスホモログであるNeur1とNeur2は、2つの神経化されたホモロジーリピートドメインとRINGドメインから構成されている。Neur1とNeur2はともに成体の脳全体に発現しており、E3ユビキチンリガーゼをコードしており、Notchシグナル伝達経路で重要な役割を果たしている。これまでの研究では、Neur1の過剰発現が海馬に依存した記憶を増強することが報告されていますが、Neur2の役割はほとんどわかっていませんでした。本研究では、3系統の遺伝子改変マウスを用いて、海馬依存性記憶におけるNeur1とNeur2のそれぞれの役割を明らかにすることを目的とした。Neur1ノックアウトマウス、Neur2ノックアウトマウス、Neur1とNeur2のダブルノックアウトマウス（D-KO）を用いて、海馬依存性記憶におけるNeur1とNeur2の役割を解明することを目的とした。その結果、Neur1とNeur2の両方を欠失させた場合には空間記憶が障害されるが、Neur1とNeur2をノックアウトした場合には障害されないことがわかった。また、入出力関係やペアパルスファシリテーションから推定される基底シナプス特性は変化しなかったが、タンパク質合成を必要とする長期増強の一形態がD-KOマウスでは特異的に障害された。これらの結果は、Neur1とNeur2が海馬依存性の空間記憶とシナプス可塑性に決定的に関与していることを示唆している。
Neur1 and Neur2, mouse homologs of the Drosophila neur gene, consist of two neuralized homology repeat domains and a RING domain. Both Neur1 and Neur2 are expressed in the whole adult brain and encode E3 ubiquitin ligases, which play a crucial role in the Notch signaling pathways. A previous study reported that overexpression of Neur1 enhances hippocampus-dependent memory, whereas the role of Neur2 remains largely unknown. Here, we aimed to elucidate the respective roles of Neur1 and Neur2 in hippocampus-dependent memory using three lines of genetically modified mice: Neur1 knock-out, Neur2 knock-out, and Neur1 and Neur2 double knock-out (D-KO). Our results showed that spatial memory was impaired when both Neur1 and Neur2 were deleted, but not in the individual knock-out of either Neur1 or Neur2. In addition, basal synaptic properties estimated by input-output relationships and paired-pulse facilitation did not change, but a form of long-term potentiation that requires protein synthesis was specifically impaired in the D-KO mice. These results collectively suggest that Neur1 and Neur2 are crucially involved in hippocampus-dependent spatial memory and synaptic plasticity.
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