Molecular analysis of neural-specific phosphotyrsine signal adaptor, ShcB and ShcC
| Project/Area Number |
17K07111
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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 |
Neurochemistry/Neuropharmacology
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
森 望 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (00130394)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 神経可塑性 / ShcB / SERCA / カルシウムストア / 小脳 / 老化 / プルキンエ細胞 / チロシンリン酸化 / シグナル伝達 / アダプター / Shc / SH2 / PTB / 解剖学 / 神経科学 / 脳神経疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Shc(p66)の遺伝子変異はマウスの寿命を変えることから寿命遺伝子といわれてきた。それに対し、N-Shc/ShcCとSck/ShcBは脳内での発現の高いShc系ホスホチロシンシグナルアダプターだが、遺伝子欠損マウスの寿命に変化はない。しかし、N-Shc／ShcC欠損マウスは海馬での神経可塑性が亢進しており、一方、Sck/ShcB欠損マウスは小脳での神経可塑性が変化している。このことから、神経性のShcは神経の応答性の微妙な制御に関わっている可能性が高まってきている。本研究は、これまでのShcC研究を母体としつつShcBの未知の機能性を、特に小脳での神経可塑性の維持の分子機構の面から明らかにすることをめざしている。
研究方法としては、まず神経細胞の脱分極刺激でShcBとの結合性が高まるpp135という分子との連関がみえていたので、当初その実態解明を中心にすえていたが、その後、それ以外の因子との相互作用の可能性も含めて検討範囲を広げて進めてきた。その結果、小胞体でのカルシウムイオンのとりこみに関わるSERCA複合体、特に小脳のプルキンエ細胞においてはSERCA2とShcBとの機能連関の可能性を見出すことができた。神経応答においてカルシウムイオンの動きの調節はとても重要なので、ShcBによる神経可塑性制御の中核的な分子機構に関わるものと期待される。
本研究において、ShcB遺伝子欠損マウスにおける行動異常、小脳プルキンエ細胞を中心とした神経可塑性の低下、小胞体のカルシウムストアの枯渇、SERCA2ポンプの機能欠損、ShcBとSERCA2との直接的な結合性の確認など、研究の進展がみられている。
以上のように、ShcBの神経細胞内でのあらたな機能として、ニューロン内カルシウムイオン恒常性の維持からシナプス可塑性に関係するメカニズムを究明することをめざしている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
概要にも記載したとおり、本研究において、ShcB遺伝子欠損マウスにおける行動異常、小脳プルキンエ細胞を中心とした神経可塑性の低下、小胞体のカルシウムストアの枯渇、SERCA2ポンプの機能欠損、ShcBとSERCA2との直接的な結合性の確認など、かなりの研究の進展がみられている。これらの内容をとりまとめて論文原稿とし、すでに数カ所へ論文投稿を行ってきた。しかし、いずれにおいても追加実験を含めて厳しい指摘もあって、論文の完成が遅れている。
レビューアーからの指摘にもとづいて、今年度あらためてより精度の高いレベルで追加実験を補充してきた。その結果、具体的には、
ShcBは小胞体カルシウムポンプSERCA2との結合性を有する、ShcB-KO小脳では、SERCA活性が大きく低下している、一方、ShcBの発現が見られない腎臓では、KOでもSERCA活性は変わらない、ShcB-KO小脳ではSERCA活性が大きく低下しているが、レンチウィルスによりShcBを導入し強制発現したプルキンエ細胞では、SERCA依存的なCa2+放出が見られる、
といった研究結果を再現性よく確認できている。
以上のことから、小脳プルキンエ細胞において、「ShcBによるSERCA活性制御を介したCa2+ストアの恒常的な調節への関与」が示唆されたものと考えている。これをふまえて、ShcBの神経細胞での新規機能として、「ニューロン内カルシウムイオン恒常性の維持」から「プルキンエ細胞のシナプス可塑性制御」に関係するメカニズムの解明をめざしている。
処置すべき実験はおおかた終わっていると思われるので、論文原稿の推敲を重ねて、論文の受理をめざしていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
３月末で長崎大学を定年退職した関係で、ShcBおよびShcC遺伝子改変マウスは理化学研究所のリソースへ移譲手続きを進めている。一部のShcB改変マウスは共同研究者のDr. 柿澤のいる京都大学へ輸送。長崎大学の動物実験施設での飼育は断念し、既存マウスは屠殺処理をして脳は摘出し、今後の研究試料として -80Cに冷凍保管する。本研究をはじめとして長崎大学の第一解剖の教室で使用してきた生化学、分子生物学、細胞生物学関連の研究機器については、異動先の福岡国際医療福祉大学への移設を希望し、その方向での準備を進める。
ShcB遺伝子欠損マウスの性状解析からShcBの小胞体におけるカルシウムイオンストアの維持に関わること、特にSERCAとの関わりが明らかとなり、それを結論づけるデータを補充して論文を終わらせるよう努力する。京都大学へ移籍したDr.柿澤との連絡を密にしており、投稿先のエディターとのやりとりを含めて緊密に連携して、論文の受理をめざす。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
