ＭＤＧＡファミリー分子群による興奮性/抑制性シナプス形成と社会性行動の制御
| Project/Area Number |
16K08237
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Biological pharmacy
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
山本 融 香川大学, 医学部, 教授 (10251480)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | MDGA1 / MDGA2 / ニューロリギン / 自閉スペクトラム症 / 統合失調症 / 記憶 / E/Iバランス / シナプス形成 / 社会性行動 / 自閉症スペクトラム障害 / MDGA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
興奮性・抑制性シナプス形成のバランス（E/Iバランス）を適切に維持することは神経回路網を正常に機能させていくために必須であり、その異常は自閉スペクトラム症（ＡＳＤ）や統合失調症などの原因ともなる。シナプス形成を正に制御する機構については多くの解析がなされ、その実態がかなりの程度明らかにされているが、E/Iバランスを適切に制御するのに必要な、シナプス形成を負に制御する機構については不明な点が多い。我々は、IgSFに属するGPIアンカー型の細胞外タンパク質であるＭＤＧＡファミリー分子群がニューロリギンファミリー分子群と相互作用してその機能を抑制することによりシナプス形成を負に制御していること、また、その欠失によりE/Iバランスが崩れ、種々の行動異常が引き起こされることを明らかにし、解析を進めている。前年度の解析からASDモデルマウスとしての有用性が確認できたMDGA2欠失マウスを利用した行動薬理学的な解析により、急性投与により常同行動と社会性行動のそれぞれに改善効果をもたらす薬剤が見出され、E/Iバランスの興奮側へのシフトが主要な分子病態となっているASD患者においては、成人後も投薬によりその症状を改善しうることが示唆された。さらに、MDGAファミリーのもう一つのメンバーであるMDGA1欠失マウスの解析を進めた結果、MDGA2欠失マウスとは逆に、E/Iバランスの抑制側へのシフトと、これによる学習・記憶障害がもたらされることが明らかとなった。また、MDGA1欠失マウスの社会性行動には、MDGA2欠失マウスとは逆方向の形質が存することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題とこれに先立つ研究課題により得られたMDGA2についての解析結果をまとめて公表するとともに（Neuron, 91, 1052-1068, 2016)、MDGA2欠失マウスのASDモデルマウスとしての有用性を確認し、これを利用することにより、少なくとも一部のASDに奏功しうる薬剤の探索に成功した。また、MDGA1欠失マウスの解剖学的・電気生理学的・行動生物学的な解析を進め、その基礎的な表現形を明らかにした（Cell Rep. 21, 3637-3645, 2017)。これらの解析によりMDGA1が抑制性シナプスの、MDGA2が興奮性シナプスの形成制御においてそれぞれ重要な役割を果たしていることを示し、MDGAファミリー分子群のE/Iバランス統御における基本的な機能を明らかにすることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
MDGA2欠失マウスを利用した行動薬理学的な解析からASD様行動異常を正常化できる薬剤を見出しており、その解析をさらに進める。また、MDGA1欠失マウスについて認められた社会性行動異常を精査するとともに、ヒトの連鎖解析から関連が示唆されている統合失調症様の表現形を確認し、これらの異常を改善できる薬剤の探索を目指してMDGA2マウスと同様の行動薬理学的な解析を試みる。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Loss of Synapse Repressor MDGA1 Enhances Perisomatic Inhibition, Confers Resistance to Network Excitation, and Impairs Cognitive Function.2017
Author(s)
Steven A. Connor, Ina Ammendrup-Johnsen, Yasushi Kishimoto, Parisa Karimi Tari, Vedrana Cvetkovska, Takashi Harada, Daiki Ojima, Tohru Yamamoto, Yu Tian Wang, Ann Marie Craig
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 26
Pages: 3637-3645
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Altered Cortical Dynamics and Cognitive Function upon Haploinsufficiency of the Autism-Linked Excitatory Synaptic Suppressor MDGA2.2016
Author(s)
S. A. Connor, I. Ammendrup-Johnsen, A. W. Chan, Y. Kishimoto, C. Murayama, N. Kurihara, A. Tada, Y. Ge, H. Lu, R. Yan, J. M. LeDue, H. Matsumoto, H. Kiyonari, Y. Kirino, F. Matsuzaki, T. Suzuki, T. H. Murphy, Y. T. Wang, T. Yamamoto, A. M. Craig
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Journal Title
Neuron
Volume: 91
Pages: 1052-1068
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] d-Allose Attenuates Overexpression of Inflammatory Cytokines after Cerebral Ischemia/Reperfusion Injury in Gerbil.2016
Author(s)
Shinohara N, Nakamura T, Abe Y, Hifumi T, Kawakita K, Shinomiya A, Tamiya T, Tokuda M, Keep RF, Yamamoto T, Kuroda Y.
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Journal Title
J. Stroke Cerebrovasc. Dis.
Volume: 25
Pages: 2184-2188
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Haploinsufficiency of the neuronal surface protein MDGA2 enhances excitatory synapse development, alters cortical circuit dynamics and yields behavioral phenotypes consistent with autism in mice.2016
Author(s)
Connor SA, Ammendrup-Johnsen I, Chan AW, Kishimoto Y, Murayama C, Ojima D, Kurihara N, Tada A, Ge Y, Lu H, Yan R, LeDue JM, Matsumoto H, Kiyonari H, Kirino Y, Matsuzaki F, Suzuki T, Murphy TH, Wang YT, Yamamoto T, Craig AM.
Organizer
Society for Neuroscience annual meeting
Place of Presentation
San Diego, USA
Year and Date
2016-11-12
Related Report
Int'l Joint Research
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