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Functions and mechanisms of action of cell adhesion-related molecules in the formation of the cerebral cortex and synapses

Research Project

Project/Area Number 21K06177
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 44010:Cell biology-related
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

Mandai Kenji  北里大学, 医学部, 教授 (50322186)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords細胞間接着 / シナプス / パンクタアドへレンシアジャンクション / アファディン / αN-カテニン / マギン / 大脳新皮質
Outline of Research at the Start

個体発生の過程では、新生神経細胞は脳の適切な場所に移動し、突起を伸張して他の神経細胞とシナプスを形成する。シナプスには上皮細胞のアドへレンスジャンクションに類似した接着装置がある。研究代表者は大脳新皮質の層形成とシナプスの接着装置の形成に、細胞接着関連分子のアファディンが必須であることを明らかにしてきた。本研究課題では新生神経細胞と放射状グリア細胞の突起間の細胞間接着とシナプスの接着装置の果す役割とそこでのアファディンの作用機構を解明する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, MAGUIN, which is known to be a causative molecule for intellectual disability accompanied by epilepsy, was isolated as a protein that binds to s-afadin, a shorter splice variant of afadin, which is a scaffolding protein at adherens junctions. It was also demonstrated that MAGUIN regulates the excitatory synaptic transmission as afadin does. Moreover, it was demonstrated that afadin plays a more pivotal role than αN-catenin in the formation of puncta adherentia junctions, which are synaptic adhesion apparatuses.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、シナプスの接着装置のパンクタアドへレンシアジャンクション(PAJ)を含む中枢神経系の細胞間接着が、カテニンやアファディンといった既知の分子だけでは説明出来ない未解明な機構によって制御されていることを明らかにした。また、PAJが興奮性シナプス伝達に果す分子機構の一端を解明すると共に、てんかんを伴う知的障害に関わる因子とアファディンとの分子連関を発見した。これらの成果は、PAJを介した新しい脳機能制御の仕組みを発見する端緒となる可能性がある。さらに、本研究はアファディン、およびマギンとの関連性が指摘されている統合失調症などの疾患の機構の解明と新規治療法開発の基盤となることが期待される。

Report

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

    (8 results)

All 2024 2023 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Ghent University(ベルギー)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Necl-1/CADM3 regulates cone synapse formation in the mouse retina2024

    • Author(s)
      Kawashima Rumi、Matsushita Kenji、Mandai Kenji、Sugita Yuko、Maruo Tomohiko、Mizutani Kiyohito、Midoh Yoshihiro、Oguchi Akiko、Murakawa Yasuhiro、Kuniyoshi Kazuki、Sato Ryohei、Furukawa Takahisa、Nishida Kohji、Takai Yoshimi
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 27 Issue: 4 Pages: 109577-109577

    • DOI

      10.1016/j.isci.2024.109577

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] s-Afadin binds to MAGUIN/Cnksr2 and regulates the localization of the AMPA receptor and glutamatergic synaptic response in hippocampal neurons2023

    • Author(s)
      Maruo Tomohiko、Mizutani Kiyohito、Miyata Muneaki、Kuriu Toshihiko、Sakakibara Shotaro、Takahashi Hatena、Kida Daichi、Maesaka Kouki、Sugaya Tsukiko、Sakane Ayuko、Sasaki Takuya、Takai Yoshimi、Mandai Kenji
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 299(4) Issue: 4 Pages: 103040-103040

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.103040

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マウス脳におけるs-アファディンの局在と機能の解明2023

    • Author(s)
      長田 莉奈、丸尾 知彦、前坂 光輝、萬代 研二
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] マウスの脳におけるアファディンのスプライシングバリアントの局在2021

    • Author(s)
      前坂光輝、丸尾知彦、菅谷津貴子、萬代研二
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] PSD-95結合分子マギンは興奮性シナプスに局在する2021

    • Author(s)
      高橋初典朱、丸尾知彦、菅谷津貴子、萬代研二
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] s-Afadin binds to MAGUIN/Cnksr2

    • URL

      https://www.kitasato-u.ac.jp/jp/kugsms/research_result/2023/04/s-afadin-binds-to-maguincnksr2-and-regulates-the-localization-of-the-ampa-receptor-and-glutamatergic.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究成果

    • URL

      https://www.kitasato-u.ac.jp/jp/kugsms/research_result/2023/04/s-afadin-binds-to-maguincnksr2-and-regulates-the-localization-of-the-ampa-receptor-and-glutamatergic.html

    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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