| Project/Area Number |
19K07971
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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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| Review Section |
Basic Section 52020:Neurology-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中尾 晴美 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (50535424)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 小脳 / グルタミン酸受容体 / mGluR5 / 神経変性 / 老化 / 寿命 / トランスジェニック / マウス / 代謝型グルタミン酸受容体 / 小脳プルキンエ細胞 / mGuR1 / シグナル伝達 / 神経変性疾患 / 遺伝子組換えマウス / mGluR1 / シナプス形成 / 瞬目反射条件付け学習 / GRM5 / トランスジェニックマウス / レスキュー / cerebellum / transgenic / mouse / L7 / neurodegeneration / 遺伝子操作マウス / 神経疾患 |
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| Outline of Research at the Start |
代謝型グルタミン酸受容体であるmGluR5は脊髄小脳変性症(SCA1)、てんかん、パーキンソン病、脆弱X症候群、精神遅滞、自閉症、統合失調症、アルツハイマー病などの社会性障害に深く関わっている分子である。特に、脊髄小脳変性症(SCA1)の患者では、小脳プルキンエ細胞のmGluR5の発現が亢進していることが報告されている。本研究では、mGluR5を小脳プルキンエ細胞特異的かつ時期特異的に発現させたマウスを用いて、異常たんぱく質の蓄積や神経細胞死、シナプス可塑性、神経回路形成、認知機能等について解析を行う。本研究は神経変性疾患の予防法・治療法開発に大いに役立つと考えられ、社会的に大きな意義をもつ。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、小脳プルキンエ細胞特異的に代謝型グルタミン酸受容体5型(mGluR5)を発現するようなマウス(L7-mGluR5a Tgマウス）を作製し、このマウスを同じグループIのGタンパク質共役型受容体に属する代謝型グルタミン酸1型(mGluR1)ノックアウトマウス(mGluR1 KO)と掛け合わせた。mGluR1 KOマウスでは、シナプス形成の異常、小脳運動失調、瞬目反射条件付け学習の異常などが見られるが、L7-mGluR5a Tgマウスではこれらの異常がすべて改善し、小脳プルキンエ細胞ではmGluR5がmGluR1の機能を代替できることがわかった。
しかしながら、これらのマウスでは、mGluRの足場タンパク質であるHomerとの結合量が少ないことが観察され、シグナル伝達効率に違いがあることが示唆された。また、加齢に伴って被毛の褪色や体重減少、寿命の短縮などが見られ、特に雄個体では雌個体よりも早い9ヶ月齢あたりから、それらの表現型が見られた。9ヶ月齢と13ヶ月齢の雄マウスの小脳からRNAを抽出し、RNA-Seq解析を行ったところ、9ヶ月齢の時点で、小脳プルキンエ細胞に多く発現している分子のいくつかが野生型マウスと比較して発現量が変化していることがわかった。これらの発現差異があった分子についてはリアルタイムRT-PCRによっても同様の結果を得ることができた。mGluR5の異所性発現により発現量に差異がみられた分子は、カルシウムシグナルや脂質代謝に関わるものであった。また、13ヶ月齢の脳の免疫染色によって、トランスジェニックマウスでは、活性型ミクログリアマーカーであるIbaI陽性細胞がコントロールと比較して増加している傾向も見られたが、解析数が少ないため炎症が進んでいるかどうかの断定はまだできない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
mGluR5小脳プルキンエ細胞特異的発現マウスでは、表現型が早く現れる雄でも９ヶ月ほどかかる。受精卵の移植により個体生産を行なったが、飼育室の空調の不具合などがあり、生産に遅れが生じた。そのため、期間を延長した。
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| Strategy for Future Research Activity |
13ヶ月以上の野生型マウスおよび、トランスジェニックマウスについて、さらに解析個体数を増やして、プルキンエ細胞の脱落や、炎症などが見られないか確認し、mGluR5の発現が成体マウスの小脳プルキンエ細胞で増加したことによって、神経変性が生じるかを確認する。また、活動量や体温、概日リズム等について、NanoTagを移植して測定を行い、mGluR5の異所性発現が個体にどのような影響を与えているかについて確認する。9ヶ月齢の雄のトランスジェニックマウスの小脳で発現量に変化のあった分子について、免疫染色やウェスタンブロット等でタンパク質についても発現を確認する。また、雌個体についても同様の解析を行う。雌雄ともに、さらに若い時期での遺伝子発現について解析を行い、どの時点から寿命の短縮や体重の減少につながるような変化が起こっているのかを確認する。
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