成体の神経筋接合部シナプスの維持におけるCcnファミリー因子の役割

• Project/Area Number: 21K06392
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 大河原 美静 名古屋大学, 医学系研究科, 特任准教授 (80589606)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥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: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 神経筋接合部 / 運動機能テスト / CTGF / Ccnファミリー因子

Outline of Research at the Start

神経筋接合部(NMJ)は運動神経と筋肉を結ぶシナプスである。本研究ではこのシナプスにおけるCcnファミリー因子、６つのシナプスにおける役割や運動能力における役割を検討する。Ccnファミリー因子の機能がNMJに必要であるならば、今後Ccnファミリー因子を標的としたGene Therapyも視野に入れたい。Ccnファミリー因子が結合するであろうLrp4が中枢神経系の神経同士のシナプスでも機能していることから、Ccnの神経同士のシナプスへの役割をも想像したい。

Outline of Annual Research Achievements

神経筋接合部(NMJ)は運動神経と筋肉を結ぶシナプスである。研究代表者は胎生期の神経筋接合部の形態形成と機能にCtgfがLrp4と結合し、Lrp4たんぱく質が細胞膜上に維持されることが必要であること報告した。Lrp4が胎生期だけではなく成体NMJの維持にも必要であることが分かっているため、本研究では、Ctgfやそれが属するCcnファミリー因子が同様にNMJの維持に必要であるかを検討した。令和５年度は、エレクトロポレーション技術を用いCtgf(Ccn2)遺伝子やCcnファミリー遺伝子に対するshRNAと同時にヒトCtgfのcDNAをCtgf+/-マウス前脛骨筋筋繊維に導入しCcnファミリー遺伝子の発現制御を行った。そして２週間後にこのマウスの①歩行時の筋力をCatWalk systemやビームテスト（網でできた橋を渡る際の踏み外すステップの数と速度を測定する）で評価し、それぞれの前脛骨筋の筋力と運動能力の評価を行った。次に、②前脛骨筋の筋繊維を繊維ごとに顕微鏡下でばらばらにし、それぞれの神経筋接合部の大きさや形態を免疫染色で確認後、Metamorphソフトウェアで測定・解析した。
実験①②を行って検討した結果より、マウスCcnファミリーに属する３つの遺伝子が筋力の維持や神経筋接合部の形態の維持に必要であることが明らかとした。しかし、それぞれの遺伝子の発現量が他の遺伝子の発現量を変化させ、またそれぞれの遺伝子の役割の違いや大きさも散見されたことから、一つ一つの遺伝子がどのように機能しているのかについては疑問が残った。

Research Products

• [Journal Article] Activated FGFR3 suppresses bone regeneration and bone mineralization in an ovariectomized mouse model (2023)
  • Author(s): Kawashima Itaru、Matsushita Masaki、Mishima Kenichi、Kamiya Yasunari、Osawa Yusuke、Ohkawara Bisei、Ohno Kinji、Kitoh Hiroshi、Imagama Shiro
  • Journal Title: BMC Musculoskeletal Disorders Volume: 24 Issue: 1 Pages: 200-200
  • DOI: 10.1186/s12891-023-06318-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neural Isoforms of Agrin Are Generated by Reduced PTBP1-RNA Interaction Network Spanning the Neuron-Specific Splicing Regions in AGRN (2023)
  • Author(s): Bushra Samira、Lin Ying-Ni、Joudaki Atefeh、Ito Mikako、Ohkawara Bisei、Ohno Kinji、Masuda Akio
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 24 Issue: 8 Pages: 7420-7420
  • DOI: 10.3390/ijms24087420
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical and Pathologic Features of Congenital Myasthenic Syndromes Caused by 35 Genes?A Comprehensive Review (2023)
  • Author(s): Ohno Kinji、Ohkawara Bisei、Shen Xin-Ming、Selcen Duygu、Engel Andrew G.
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 24 Issue: 4 Pages: 3730-3730
  • DOI: 10.3390/ijms24043730
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Promethazine Downregulates Wnt/β-Catenin Signaling and Increases the Biomechanical Forces of the Injured Achilles Tendon in the Early Stage of Healing (2022)
  • Author(s): Sakaguchi Takefumi、Ohkawara Bisei、Kishimoto Yasuzumi、Miyamoto Kentaro、Ishizuka Shinya、Hiraiwa Hideki、Ishiguro Naoki、Imagama Shiro、Ohno Kinji
  • Journal Title: The American Journal of Sports Medicine Volume: 50 Issue: 5 Pages: 1317-1327
  • DOI: 10.1177/03635465221077116
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Possible Repositioning of an Oral Anti-Osteoporotic Drug, Ipriflavone, for Treatment of Inflammatory Arthritis via Inhibitory Activity of KIAA1199, a Novel Potent Hyaluronidase (2022)
  • Author(s): Koike Hiroshi、Nishida Yoshihiro、Shinomura Tamayuki、Ohkawara Bisei、Ohno Kinji、Zhuo Lisheng、Kimata Koji、Ushida Takahiro、Imagama Shiro
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 23 Issue: 8 Pages: 4089-4089
  • DOI: 10.3390/ijms23084089
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A mutation in DOK7 in congenital myasthenic syndrome forms aggresome in cultured cells, and reduces DOK7 expression and MuSK phosphorylation in patient-derived iPS cells (2022)
  • Author(s): Zhang Shaochuan、Ohkawara Bisei、Ito Mikako、Huang Zhizhou、Zhao Fei、Nakata Tomohiko、Takeuchi Tomoya、Sakurai Hidetoshi、Komaki Hirofumi、Kamon Masayoshi、Araki Toshiyuki、Ohno Kinji
  • Journal Title: Human Molecular Genetics Volume: 32 Issue: 9 Pages: 1511-1523
  • DOI: 10.1093/hmg/ddac306
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Meclozine ameliorates skeletal muscle pathology and increases muscle forces in mdx mice (2022)
  • Author(s): Kawamura Yusuke、Hida Tetsuro、Ohkawara Bisei、Matsushita Masaki、Kobayashi Takeshi、Ishizuka Shinya、Hiraiwa Hideki、Tanaka Satoshi、Tsushima Mikito、Nakashima Hiroaki、Ito Kenyu、Imagama Shiro、Ito Mikako、Masuda Akio、Ishiguro Naoki、Ohno Kinji
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 592 Pages: 87-92
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.01.003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Zonisamide upregulates neuregulin-1 expression and enhances acetylcholine receptor clustering at the in vitro neuromuscular junction (2021)
  • Author(s): Inoue Taro、Ohkawara Bisei、Bushra Samira、Kanbara Shunsuke、Nakashima Hiroaki、Koshimizu Hiroyuki、Tomita Hiroyuki、Ito Mikako、Masuda Akio、Ishiguro Naoki、Imagama Shiro、Ohno Kinji
  • Journal Title: Neuropharmacology Volume: 195 Pages: 108637-108637
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2021.108637
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Regulated splicing of large exons is linked to phase‐separation of vertebrate transcription factors (2021)
  • Author(s): Kawachi Toshihiko、Masuda Akio、Yamashita Yoshihiro、Takeda Jun‐ichi、Ohkawara Bisei、Ito Mikako、Ohno Kinji
  • Journal Title: The EMBO Journal Volume: 40 Issue: 22
  • DOI: 10.15252/embj.2020107485
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Single-nucleus RNA-seq identifies transcriptional regulation of embryonic neuromuscular junction in skeletal muscle (2022)
  • Author(s): Bisei Ohkawara
  • Organizer: 55th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists