シナプトソーム

シナプトソーム（英: synaptosome）は、神経細胞から単離されたシナプス終末である。神経組織を等張条件下で温和にホモジナイズ（英語版）し、分画遠心と密度勾配遠心を行うことでシナプトソームは単離される。液体によるせん断応力によって神経終末は軸索から切り離され、切り離された粒子は神経終末周囲の細胞膜によって再密封される。シナプトソームは浸透圧感受性であり、小さく透明な無数のシナプス小胞のほか、より大きな有芯小胞（dense-core veisicle）も含まれることがあり、また1つ以上の小さなミトコンドリアが含まれていることも多い。シナプトソームは、元の神経終末が有していた形態学的特徴や化学的性質の大部分が維持されている。また、哺乳類の脳から単離されたシナプトソームは、アクティブゾーン（英語版）に向かい合う部位に接着したシナプス後膜の一部が結合したままであることが多い。 シナプトソームは、脳組織を等張スクロース溶液中でホモジナイズした際に残る、いわゆる"bound form"と呼ばれる状態のアセチルコリンが含まれる細胞内区画を同定する試みを通じて、初めて単離された。アセチルコリンを含有する粒子と、アセチルコリンの合成酵素であるコリンアセチルトランスフェラーゼは、HebbとWhittakerによって1958年に単離された。その後Whittakerは顕微鏡学者Grayとの共同研究によって、モルモットの大脳皮質由来のアセチルコリンに富む粒子が含まれる画分は、神経終末がくびり切られたものからなることを示した。Whittakerはこうした画分を記載するためにシナプトソーム（synaptosome）という語を用い、溶解したシナプトソームからシナプス小胞が単離されることを示した。 シナプトソームには神経伝達物質の取り込み、貯蔵、放出に必要な分子装置が含まれているため、試験管内でのシナプス伝達の研究に広く利用されている。シナプトソームは正常な膜電位、シナプス前受容体、代謝産物やイオンの移動が維持されており、脱分極した際には複数の神経伝達物質（アセチルコリン、アミノ酸、カテコールアミン、ペプチドなど）がCa2+依存的に放出される。脳全体または特定の脳領域から単離されたシナプトソームは、シナプス小胞放出の構造機能相関の研究においても有用なモデルとなっている。シナプトソームは脳以外にも、脊髄、網膜、筋層間神経叢やシビレエイの発電器官（英語版）からも単離することができる。シナプトソームは、シナプス後肥厚（英語版）や、シナプス小胞が接着したアクティブゾーンの単離のための利用の可能性もある。シナプス小胞、シナプス膜、シナプス後肥厚など、単離されたシナプトソームのさまざまな下位プロテオームに対してプロテオーム解析がなされており、脳の神経伝達や神経可塑性（英語版）に関わる分子装置についてより深い理解がもたらされている。 ^ Hebb CO, Whittaker VP (1958). “Intracellular distributions of acetylcholine and choline acetylase”. J Physiol 142 (1): 187–96. doi:10.1113/jphysiol.1958.sp006008. PMC 1356703. PMID 13564428. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1356703/.  ^ Gray EG, Whittaker VP (1960). The isolation of synaptic vesicles from the central nervous system. J Physiol (London) 153: 35P-37P. ^ “The isolation of nerve endings from brain: an electron-microscopic study of cell fragments derived by homogenization and centrifugation”. Journal of Anatomy 96 (Pt 1): 79–88. (January 1962). PMC 1244174. PMID 13901297. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1244174/.  ^ “The separation of synaptic vesicles from nerve-ending particles ('synaptosomes')”. The Biochemical Journal 90 (2): 293–303. (February 1964). doi:10.1042/bj0900293. PMC 1202615. PMID 5834239. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1202615/.  ^ “The application of subcellular fractionation techniques to the study of brain function”. Progress in Biophysics and Molecular Biology 15: 39–96. (1965). doi:10.1016/0079-6107(65)90004-0. PMID 5338099.  ^ Zimmermann, Herbert (2018). “Victor P. Whittaker: The Discovery of the Synaptosome and Its Implications”. Synaptosomes. Neuromethods. 141. pp. 9–26. doi:10.1007/978-1-4939-8739-9_2. ISBN 978-1-4939-8738-2  ^ Ivannikov, M. (2013). “Synaptic vesicle exocytosis in hippocampal synaptosomes correlates directly with total mitochondrial volume”. J. Mol. Neurosci. 49 (1): 223–230. doi:10.1007/s12031-012-9848-8. PMC 3488359. PMID 22772899. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3488359/.  ^ Whittaker VP (1993). “Thirty years of synaptosome research”. J Neurocytol 22 (9): 735–742. doi:10.1007/bf01181319. PMID 7903689.  ^ Synaptosomes. A model system to study release of multiple classes of neurotransmitters. Methods in Molecular Biology. 72. (1997). pp. 33–47. doi:10.1385/0-89603-394-5:33. ISBN 0-89603-394-5. PMID 9249736  ^ “Isolation and characterization of postsynaptic densities from various brain regions: enrichment of different types of postsynaptic densities”. The Journal of Cell Biology 86 (3): 831–45. (September 1980). doi:10.1083/jcb.86.3.831. PMC 2110694. PMID 7410481. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2110694/.  ^ a b “Immunoisolation of two synaptic vesicle pools from synaptosomes: a proteomics analysis”. Journal of Neurochemistry 95 (6): 1732–45. (December 2005). doi:10.1111/j.1471-4159.2005.03506.x. PMID 16269012.  ^ “Synaptosome proteomics”. Sub-cellular Biochemistry 43: 77–98. (2007). doi:10.1007/978-1-4020-5943-8_6. ISBN 978-1-4020-5942-1. PMC 2853956. PMID 17953392. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2853956/.  ^ “Analysis of the synaptic vesicle proteome using three gel-based protein separation techniques”. Proteomics 6 (23): 6250–62. (December 2006). doi:10.1002/pmic.200600357. PMID 17080482.  ^ “Molecular anatomy of a trafficking organelle”. Cell 127 (4): 831–46. (November 2006). doi:10.1016/j.cell.2006.10.030. hdl:11858/00-001M-0000-0012-E357-D. PMID 17110340. https://lirias.kuleuven.be/handle/123456789/358600.