検索あなたには「このページの編集」を行う権限がありません。このページのソースの閲覧やコピーができます。神経回路が経験を反映して形成される際にシナプス可塑性が重要であるが、このような神経回路を長期間にわたって持続するには、経験時にシナプスに起きた一過的な可塑的変化を、新規遺伝子発現で合成されるシナプスタンパク質の機能により持続的なものに変えることが必要である。このとき、細胞体で新規に合成されたシナプスタンパク質が、一過的な可塑性の起きたシナプスでだけ機能すれば、経験時に獲得した神経回路活動が持続できると思われる。この仕組みとして提唱されたシナプスタグ仮説では、細胞体で合成された新規シナプスタンパク質は樹状突起を目的地を決めずに輸送され、一過的可塑性に付随してシナプスタグが活性化したシナプスでのみ機能するとされた。細胞体で神経活動依存的に合成されるHomer1aタンパク質が樹状突起を非特異的に輸送された後、NMDA型グルタミン酸受容体が活性化されたシナプス特異的に蓄積することが明らかとなり、シナプスタグの存在が確認された。Homer1aのスパイン輸送に関わるシグナル伝達系は解明されているが、可塑性を持続的なものにするスイッチという意味でのシナプスタグの分子実体は未解明である。[[海馬]][[CA1野]][[錐体細胞]]と[[Schaffer側枝]]([[CA3]]錐体細胞の軸索分枝)の間の[[シナプス伝達]]は、Schaffer側枝が走行するCA1野[[分子層]]を高頻度(100Hz、1秒など)で刺激すると長期にわたり増強する。LTP)と呼び、[[記憶学習]]に関わる細胞レベルでの現象と考えられ、多くの研究がなされている。上述のような刺激条件では、LTP誘導後、[[脳スライス標本|急性切片]]では1-2時間程度以内に反応は減弱し、EPSPの大きさは誘導前のレベルに戻る。条件を選ぶ事により(たとえば複数回刺激にする、[[ドーパミン]]のアゴニストを加えるなど)、長期のLTPを誘導する事が出来る。L-LTP)は新しいタンパク質の合成を必要とする。新規に合成されたタンパク質はシナプス部で機能し、その結果後期長期増強が発現すると考えられる。一つのニューロンには多数のシナプスが存在するので、新規合成されたタンパク質が長期増強刺激を起こしたシナプスでのみ機能するためには、入力を受けたシナプス特異的に新規タンパク質が機能する仕組みが必要である。name=ref2><pubmed>9610879</pubmed></ref>。[[樹状突起]]に局在する[[mRNA]]がシナプス活動依存的に翻訳される。[[細胞体]]で合成されたタンパク質には予め目的地がコードされている、もしくは目的地特異的な輸送ルートで活動シナプスに運ばれる。細胞体で新規合成された後期可塑性関連タンパク質が機能できるシナプスでは、何らかの生化学的活性が活性化しており、この活性によって後期長期増強の発現が可能になる。この仮想活性をシナプスタグと呼ぶ。彼らは、次のような実験から、これらの可能性の中でもシナプスタグ仮説が結果をうまく説明すると提唱した。[[wj:ラット|ラット]]海馬急性切片でCA1野Schaffer側枝を二箇所刺激し、独立した二経路の[[集合シナプス電位]]を一つの記録電極から測定した('''図1''')。一方の刺激電極S1に長く持続する[[後期長期増強]]を起こす電気刺激を与えた後、他方の刺激電極S2からは、普通であれば持続の短い初期長期増強のみを起こす刺激を与えた。S1経路では予想通り入力特異的な後期長期増強が見られた。S2経路には、初期長期増強のみ起きる刺激を加えたのにもかかわらず後期長期増強が見られた('''図2''')。二経路実験の配置'''<br>海馬急性切片に刺激電極S1、S2と記録電極Rを置く。S1に持続的可塑性を起こす刺激(太矢印)、S2に一過性可塑性を起こす刺激(細矢印)を与えた時の集合シナプス後電位の時間変化で、両経路で持続的なLTPが起きている(S1が実線、S2が破線)。S2だけを刺激した時の様子で、一過性のLTPがおきている。二経路実験で、S1に後期長期増強を起こす刺激を与えた後、タンパク質合成を阻害した状態でS2に初期長期増強を起こす刺激を与えた場合も、両経路に後期長期増強が見られた('''図3''')。S2シナプス近傍の局所合成は不要であること、及び、S1刺激で合成されたタンパク質がS2シナプスに運ばれたことを示している。細胞体で合成されたタンパク質は全てのシナプスに使用のチャンスがある状態で輸送されることになるので、メイル仮説は否定される。シナプスタグ仮説によれば、細胞体で合成されたシナプスタンパク質は輸送途上では目的地を持たず全ての[[樹状突起]]を輸送されており、シナプスタグが活性化したシナプスだけで機能する。この実験結果は、S1とS2の両シナプスではシナプスタグが活性化しているので新規合成タンパク質が機能し後期可塑性が発現したと説明できる。name=ref4><pubmed>9704995</pubmed></ref>。四角の時点でタンパク質合成阻害剤を与えてもS1、S2経路ともに後期可塑性がおきことを示す。この結果はシナプスタグ仮説を支持する。S2に一過性可塑性を起こす刺激をタンパク質合成阻害下で与えても一過性可塑性が起き、持続性の可塑性は起きないことを示す。name=ref2><pubmed>9610879</pubmed></ref>。#シナプスタグは初期可塑性が起きたシナプスで[[NMDA型グルタミン酸受容体]]依存的かつ入力特異的に活性化される。#細胞体で新規合成されたタンパク質は目的地を持たずに樹状突起を輸送され、シナプスタグの活性化されたシナプスでのみ機能できる。#シナプスタグの活性化にはタンパク質合成は不要である。#シナプスタグは一度活性化されるとしばらく活性を保つ。樹状突起を輸送されるシナプスタンパク質はまず[[スパイン]]内に輸送されないとシナプス部で機能できないが、樹状突起とスパインの間には輸送障壁があると考えられている<ref><pubmed>16272125</pubmed></ref>。name=ref3><pubmed>19443779</pubmed></ref>。</pubmed></ref>。タンパク質は全ての樹状突起を輸送された。ところが、運ばれたHomer1a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。Homer1a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おり、この移動制御の仕組みはシナプスタグの上記性質を全て満たすことが確認されたので、シナプスタグという仕組みが存在する事が実証された。連合性可塑性に必要であることを明らかにした。これらの論文の著者らはこれがシナプスタグに関与すると推察しているが、解釈には注意を要する。一般に後期可塑性には、先行する初期可塑性、新規タンパク質合成と輸送、シナプス部での新規タンパク質の機能発現といった複数の内部過程が必要と考えられており、シナプスタグはこれらの内部過程の一つ、あるいは内部過程を調節するシナプス活動、であると考えられる。二経路実験ではこれら複数の過程を経た最終結果である連合性可塑性の有無を測定するので、ある分子が連合性後期可塑性に必要だとしても、それがシナプスタグの仕組みに関与するかどうかを二経路実験から決定することは原理的にはできず、これらの内部過程の多くがNMDA型グルタミン酸受容体活動をきっかけに始まると考えられる状況で、一定の実験操作が内部過程の特定のものだけに影響するという仮定が必要になる。name=ref3/>では、上記内部過程のうち輸送の一部がシナプス活動依存的であることをシナプスタグと捉えている。いう語が用いられることがある。入力特異的に起きる可能性を示唆するので、captureがtaggingの機能を持つとも言える。この考えを進めれば、輸送されるタンパク質毎や輸送過程の種類に応じて各々のシナプスタグがあると考えることもできるし、全ての輸送過程に共通するものがあってこれの調節をシナプスタグとする考えもあるだろう。輸送調節以外のシナプスタグも考えられる。分子集合体の修飾が必要ならば、この修飾もシナプスタグである。name=ref5/>。このように、シナプスタグの定義は一義的ではない。name=Matsuo2000><pubmed>10820183</pubmed></ref>。これらのタンパク質の一つがシナプス部で機能すればシナプス可塑性は持続性を獲得する(運命が決まる、実際に獲得する、獲得して持続するなど全てを含む)というものがあるのかもしれない。pp79-98'':2015</ref>。シナプスタグの実体とされる分子はまだ確定したものはない。name=ref3/>。</pubmed></ref>。