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Crosstalk between neurons and astrocytes for glutamate recovery

Research Project

Project/Area Number 20K05963
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research InstitutionShowa Women's University (2021-2023)
International University of Health and Welfare (2020)

Principal Investigator

Hayashi Mariko  昭和女子大学, 生活機構研究科, 准教授 (30525811)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords神経細胞 / アストロサイト / グルタミン酸トランスポーター / ヒアルロン酸 / グルタミン酸 / 神経シナプス形成 / ペリニューロナルネット
Outline of Research at the Start

中枢神経系において,興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸はシナプスに放出されて受容体を活性化した後,神経シナプス前細胞やグリア細胞の一種のアストロサイトに回収されてシナプス伝達が終結する.神経細胞をとりまく細胞外マトリクスであるペリニューロナルネットの骨格を形成するヒアルロン酸の合成はグルタミン酸の回収を支える.ペリニューロナルネットやグルタミン酸トランスポーターの発現・局在・活性を制御する神経細胞―アストロサイト相互作用にかかわる分子を明らかにし,グルタミン酸回収機構を調節して正常な興奮性伝達を維持する仕組みを解明する.

Outline of Final Research Achievements

We reported the observation of astrocyte morphology and the maturation process of glutamate recovery function in two-dimensional culture. To identify the interacting factors with neurons that promote astrocyte maturation, we performed screening by gene disruption targeting more than 200 types of membrane proteins specifically expressed in astrocytes, narrowing it down to more than 10. Since we assumed the involvement of multiple genes, we confirmed that it was possible to disrupt multiple genes targeting three types of glutamate transporters simultaneously.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アストロサイトは神経細胞の存在下でのみ、複雑に分岐した構造をとり、神経細胞が放出した興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸を回収してシナプス伝達を終結させるのに必要なグルタミン酸トランスポーターGLT1を発現するようになる。しかし、神経細胞との間にどのようなシグナルのやりとりが行われているかは不明である。本研究ではアストロサイト特異的に発現し、この過程に関わる膜タンパク質の同定を目指し、候補を10余に絞りこんだ。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results)

  • [Journal Article] Leucine 434 is essential for docosahexaenoic acid-induced augmentation of L-glutamate transporter current2023

    • Author(s)
      Takahashi K, Chen L, Sayama M, Wu M, Hayashi MK, Irie T, Ohwada T, Sato K
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: 299 Issue: 1 Pages: 102793-102793

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102793

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Neurons Induce Tiled Astrocytes with Branches That Avoid Each Other2022

    • Author(s)
      Hayashi MK, Sato K, Sekino Y
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 8 Pages: 4161-4161

    • DOI

      10.3390/ijms23084161

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Postsynaptic structure formation of human iPS cell-derived neurons takes longer than presynaptic formation during neural differentiation in vitro.2021

    • Author(s)
      Togo K, , Fukusumi H, Shofuda T, Ohnishi H, Yamazaki H, Hayashi M, Kawasaki N, Takei N, Nakazawa T, Saito Y, Baba K, Hashimoto H, Sekino Y, Shirao T, Mochizuki H, Yanemura H
    • Journal Title

      Mol Brain

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 149-149

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00851-1

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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