一次繊毛局在型GPCRであるNPY2Rと5Rの機能解析
| Project/Area Number |
21K06249
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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 44040:Morphology and anatomical structure-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
小林 勇喜 広島大学, 統合生命科学研究科(総), 特定准教授 (80736421)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 一次繊毛 / Gタンパク質共役型受容体 / 神経ペプチドY / 摂食 / ニューロペプチドＹ / NPY2R / NPY5R / NPYR |
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| Outline of Research at the Start |
一次繊毛は、細胞が一本のみ保有する不動のオルガネラであり、その攪乱は肥満など様々な疾患と結びつく。これまで生命現象の根幹を担う細胞内シグナルの解析は、細胞膜上に発現した受容体を介して研究が進められてきた。しかし近年、摂食に関与する複数のGタンパク質共役型受容体（GPCR）が細胞膜ではなく、一次繊毛膜特異的に発現するという報告がなされた。そこで申請者は、一次繊毛局在型GPCRの生理機能を真に解明するために、「一次繊毛に局在する受容体の特徴的なシグナル経路」に着目した。本申請では、一次繊毛を保有する特殊な培養細胞を用いて、摂食・エネルギー代謝機構解明のブレイクスルーを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、摂食に関与する複数のGPCRが細胞膜ではなく、一次繊毛膜特異的に発現するという報告がなされた。本申請では、一次繊毛局在型GPCRである神経ペプチドY受容体（NPY2Rと5R）の解析を通して、摂食・エネルギー代謝機構解明のブレイクスルーを目指した。
in vitro：hRPE1細胞クローン Y2においてAkt/JNKの下流で繊毛縮退を仲介する分子特定のため、コントロール群：①－NPY、②+NPYとY2繊毛縮退に関与するAkt/JNK阻害剤処理群：③－NPY、④+NPYの計4群の培養細胞を用いてトランスクリプトーム解析（RNA-seq）を行った。その結果、縮退への関与が示唆される遺伝子を130見出した。これら候補分子から繊毛プロテオームデータなどを基に候補遺伝子を18まで絞り込んだ。
ex vivo：ラット視床下部スライス培養 ラット視床下部スライス培養系にNPYを添加したところ、Y2陽性1次繊毛の有意な縮退が認められた（300 nM NPY, 3時間）。この縮退効果はPTX処理もしくはAkt/JNK阻害剤処理によりほぼ完全にブロックされた。従って、神経細胞に局在するY2陽性1次繊毛においてもモデル細胞Re#6と同様、Gi/o - Akt/JNK依存的に繊毛縮退が生じることがわかった。本成果は、スライス培養系を用いて、視床下部領域におけるY2陽性1次繊毛長を比較評価した初の報告である。
in vivo：マウス脳凍結切片 Y2陽性1次繊毛の縮退現象が生体内においても実際に生じているかを評価するため、エネルギー代謝状態を変えたマウスの各脳領域（Arc：弓状核、VMH：腹内側核、LH：外側野、DM：背内側核、Amy：扁桃体）における繊毛動態を解析した。その結果、48時間の絶食負荷を与えたマウスのArc、VMH選択的にY2陽性繊毛の縮退が認められた。
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Report
(3 results)
Research Products
(30 results)
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[Journal Article] Regulation of brain primary cilia length by MCH signaling: Evidence from pharmacological, genetic, optogenetic and chemogenic manipulations2022
Author(s)
Alhassen W, Kobayashi Y, Su J, Robbins B, Ngyuen H, Myint T, Yu M, Nauli S, Saito Y, Alachkar A.
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Journal Title
Molecular Neurobiology
Volume: 59
Issue: 1
Pages: 245-265
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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