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脳脊髄損傷後再生における神経回路再編の動態解析-細胞外環境制御とウイルス導入系-

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 15H01450
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関愛知医科大学

研究代表者

武内 恒成  愛知医科大学, 医学部, 教授 (90206946)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード再生医療 / 神経再生 / 脊髄損傷 / 神経回路 / コンドロイチン硫酸 / 細胞外マトリックス / 遺伝子導入 / 神経回路再編 / 脳損傷
研究実績の概要

脊髄損傷・中枢神経系損傷後修復に向けた研究では、“神経をいかに再生させるか、また機能回復に向けた回路再編をいかに誘導するか”が最大の課題である。我々は細胞外環境のうち神経再生に最大の阻害因子として機能するコンドロイチン硫酸(CS)合成酵素KOマウスが、現在最も良好な再生を示すことを契機に、脊髄損傷後の再生過程での回路シフトを捉えることを目的としてきた。CSを酵素(ChABC)で完全分解する神経再生の報告も多くあるが、酵素があまりに強力であること、生体への安全性に乏しく臨床応用は無理とされる。我々は、再生神経軸索のみを同定できる新しいGAP43分子の新しいリン酸化部位を認識する抗体を作成し(特許取得)、再生時の順行性の回路の再編をトレースできるようになった。我々の遺伝子改変マウスで再生神経を解析すると、神経再生の多くは神経発芽によることが解った。さらに、領域代表の小林らが開発した“逆行性ウイルスベクター”を用いることで、再生神経を逆行性で正しく定量解析できる系を構築した。この逆行性解析からも、再生神経の多くは軸索再伸長ではなく神経発芽であることを証明した、定量的な再生神経の解析を進めることを可能とした。
CSノックアウトマウスでは劇的な回復を認めたが、ヒトなどの治療応用展開を鑑みるにノックアウト技術は用いることが出来ないため、遺伝子ノックダウンなどの手法を様々にマウスにおいて試した。その結果、非常に有効な遺伝子配列を見出し、酵素発現とともにCSの発現レベルも落とすことに成功した。この方法をもって、実際に生体投与応用を進めることで、ChABC投与と同等レベルの脊髄損傷後の生理的回復を認めることが出来た(特許出願中)。この解析をさらに、上記トレーシング定量技術と結びつけて推進することを計画している。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 産業財産権 (3件) (うち外国 2件)

  • [国際共同研究] EMBL(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Sanford Burnham Medical Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Extracellular Signals induce Glycoprotein M6a Clustering of Lipid-rafts and associated Signaling Molecules.2017

    • 著者名/発表者名
      Honda A, Ito Y, Takahashi-Niki, Matsushita N, Nozumi M, Tabata H, Takeuchi K, Igarashi M
    • 雑誌名

      J Neurosci.

      巻: 37(15) 号: 15 ページ: 4046-4064

    • DOI

      10.1523/jneurosci.3319-16.2017

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chondroitin Sulfate Is Required for Onset and Offset of Critical Period Plasticity in Visual Cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Hou X, Yoshioka N, Tsukano H, Sakai A, Miyata S, Watanabe Y, Yanagawa Y, Sakimura K, Kitagawa H, Hensch T, Takeuchi T, Igarashi M, and Sugiyama S
    • 雑誌名

      Scientific rep.

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Claudin-21 has a paracellular channel role at tight junctions2016

    • 著者名/発表者名
      Claudin-21 Has a Paracellular Channel Role at Tight Junctions.
    • 雑誌名

      Mol Cell Biol.

      巻: 36 号: 6 ページ: 954

    • DOI

      10.1128/mcb.00758-15

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A newly identified mouse hypothalamic area having bidirectional neural connections with the lateral septum: the perifornical area of the anterior hypothalamus rich in chondroitin sulfate proteoglycans.2016

    • 著者名/発表者名
      Horii-Hayashi N, Sasagawa T, Hashimoto T, Kaneko T, Takeuchi K, Nishi M.
    • 雑誌名

      Eur J Neurosci.

      巻: 42(6) ページ: 2322-2334

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Amelioration of neuronal injury by the expressional regulation of the glycosaminoglycan2015

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi K.
    • 雑誌名

      Seikagaku.

      巻: 87 ページ: 744-748

    • NAID

      40020687439

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 中枢神経・脊髄損傷後再生治療に向けての核酸医薬の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      武内恒成
    • 学会等名
      第2回革新的バイオ研究開発シンポジウム(日本核酸医薬学会)
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪)
    • 年月日
      2017-01-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経損傷後回復とその回路トレーシング2016

    • 著者名/発表者名
      武内恒成
    • 学会等名
      第39回神経組織培養研究会
    • 発表場所
      横浜ランドマークタワー(横浜)
    • 年月日
      2016-11-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖発現制御による神経再生・脊髄損傷治療の可能性2016

    • 著者名/発表者名
      武内恒成、松下夏樹
    • 学会等名
      第59回日本神経化学会大会合同年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Axonal regeneration after nerve injury induces phosphorylation of GAP-432016

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Okada, Asami Kawasaki, Kosei Takeuchi, Michihiro Igarashi
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] New trials for the regulation of chondroitin sulfate expression by gene knockdown system to recovery from spinal cord injury2016

    • 著者名/発表者名
      K. Takeuchi
    • 学会等名
      10th FENS Forum of Neuroscience
    • 発表場所
      コペンハーゲン(デンマーク)
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脊髄損傷再生における回路再編と、回路を診るウイルス発現系2016

    • 著者名/発表者名
      武内恒成、松下夏樹
    • 学会等名
      「第3回「適応回路シフト」領域会議(熱の班会議)・研究戦略ワークショップ
    • 発表場所
      ホテルリステル猪苗代(福島)
    • 年月日
      2016-06-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] リン酸化プロテオミクスで同定された、神経成長関連分子群の責任キナーゼの解析2016

    • 著者名/発表者名
      河嵜麻実、小林大記、野住素広、玉田 篤、武内恒成、崎村健司、仁科博史、中津 史、
    • 学会等名
      第68回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都)
    • 年月日
      2016-06-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Orally active siRNA targeting carbohydrate sulfotransferase 15 alleviates colonic mucosal injury in mice2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Yoneyama, Kosei Takeuchi
    • 学会等名
      DDW 2016 (Digestive Disease Week 2016)
    • 発表場所
      San Diego USA
    • 年月日
      2016-05-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コンドロイチン硫酸合成酵素遺伝子欠損マウスに生じる顎顔面発育異2016

    • 著者名/発表者名
      依田浩子、森田航、柴田俊一、和田芳野、五十嵐道広、武内恒成
    • 学会等名
      第121回 日本解剖学会大会
    • 発表場所
      ビッグパレットふくしま(福島)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リン酸化プロテオミクスで同定された、神経成長関連分子群の責任キナーゼの解析 一般口頭発表2015

    • 著者名/発表者名
      河嵜麻実、小林大記、岡田正康、野住素広、武内恒成、五十嵐道弘
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会第88回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫)
    • 年月日
      2015-12-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リン酸化プロテオミクスで同定された、神経成長関連分子群の責任キナーゼの解析 ポスター発表2015

    • 著者名/発表者名
      河嵜麻実、小林大記、岡田正康、野住素広、武内恒成、五十嵐道弘
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会第88回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫)
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 糖鎖発現制御による中枢神経再生治療とその創薬スクリーニング培養系2015

    • 著者名/発表者名
      武内恒成、五十嵐道弘、松下夏樹
    • 学会等名
      第37回神経組織培養研究会
    • 発表場所
      霧島国際ホテル(熊本)
    • 年月日
      2015-11-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Knockdown of glycoprotein M6a in utero delayed the determination of neuronal polarity2015

    • 著者名/発表者名
      霧島国際ホテル(熊本)
    • 学会等名
      第58回日本神経化学会大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティホール(埼玉)
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Anti-phosho-GAP-43 pSer96 antibody as a novel molecular marker for axonal growth and regeneration2015

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Okada, Asami Kawasaki, Kosei Takeuchi, Atsushi Tamada, Fubito Nakatsu, Yukihiko Fujii, Michihiro Igarashi
    • 学会等名
      第58回日本神経化学会大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティホール(埼玉)
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] JNK-mediated phosphorylation of GAP-43 promotes axonal growth2015

    • 著者名/発表者名
      Asami Kawasaki, Daiki Kobayashi, Masayasu Okada, Kosei Takeuchi, Michihiro Igarashi
    • 学会等名
      第58回日本神経化学会大会
    • 発表場所
      第58回日本神経化学会大会
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mice lacking in an enzyme involved in chondroitin sulfate synthesis shows better recovery from spinal cord injury.2015

    • 著者名/発表者名
      Kosei Takeuchi
    • 学会等名
      25th International Society for Neurochemistry
    • 発表場所
      ケアンズコンベンションセンター オーストラリア ケアンズ
    • 年月日
      2015-08-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 糖鎖発現制御による脊髄損傷・中枢神経再生治療の可能性 -バイオマテリアルと創薬展開 -2015

    • 著者名/発表者名
      武内恒成
    • 学会等名
      新学術領域研究 ”プラズマ医療科学の創生“+”統合的神経機能の制御を標的とした糖鎖の作動原理解明“合同公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学 野依記念学術交流館(愛知)
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivo phosphorylation sites of GAP-43, involved axonal growth, is phosphorylated by JNK12015

    • 著者名/発表者名
      Daiki Kobayashi, Asami Kawasaki, Kosei Takeuchi, Michihiro Igarashi
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター(兵庫)
    • 年月日
      2015-07-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 医学部初年次学生の剽窃に関する現状と意識2015

    • 著者名/発表者名
      宮本 淳、仙石昌也、山森孝彦、久留友紀子、橋本貴宏、武内恒成、小島貞夫
    • 学会等名
      第47回日本医学教育学会大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター(新潟)
    • 年月日
      2015-07-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 神経成長関連蛋白質GAP-43のJNK依存性リン酸化は軸索伸長を促進する2015

    • 著者名/発表者名
      河嵜麻実、小林大記、武内恒成、五十嵐道弘
    • 学会等名
      第67回日本細胞生物学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 細胞外基質グリコサミノグリカン制御および神経細胞接着分枝の人為発現制御による神経組織構築と再編成 ―中枢神経再生と神経極性発生解析―2015

    • 著者名/発表者名
      武内恒成、五十嵐道弘
    • 学会等名
      第67回日本細胞生物学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2015-06-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] コンドロイチン硫酸生合成を阻害するアンチセンス核酸2017

    • 発明者名
      笠原勇也、小比賀聡、武内恒成
    • 権利者名
      笠原勇也、小比賀聡、武内恒成
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-072315
    • 出願年月日
      2017-03-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] Anti-Gap43 antibody2016

    • 発明者名
      武内恒成
    • 権利者名
      武内恒成
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-01-15
    • 取得年月日
      2017-01-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 抗GAP43抗体2015

    • 発明者名
      武内恒成
    • 権利者名
      武内恒成
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-10-19
    • 取得年月日
      2016-04-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-01-28  

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