Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
分子の動きを１分子解像度で解析できる「量子ドット１分子イメージング法」は、細胞膜に現れる細胞・分子レベルの異常を検出するための、画期的なブレイクスルーである。本研究では、この膜分子動態に着目し、老化脳タンパク質が引き起こす「異常な膜分子動態」を検出し、それらが神経細胞毒性を及ぼすシグナルカスケードを分子レベルで明らかにすることを目指している。今年度は、正常な神経細胞に発現する「生理的タウ」が神経機能に果たす役割について調べた。タウ欠損マウス由来の海馬初代培養神経細胞の膜分子動態に現れる異常を、量子ドット１分子イメージング法を用いて解析した。量子ドットで神経機能に関わる機能膜タンパク質（神経伝達物質受容体、Gタンパク質共役型受容体、細胞接着因子、トランスポーター、リガンド受容体）をラベルし、１分子解像度で細胞膜上での分子動態を追跡したところ、タウ欠損神経細胞の樹状突起・細胞体において、特定の膜分子の動態が増加することがわかった。タウ欠損により興奮性シナプスの長期抑圧（LTD）が失われることが先行研究により報告されている。その分子機構を明らかにするために、LTD誘導時のAMPA受容体分子の１分子の動きと、AMPA受容体のエンドサイトーシス量を測定した。１分子イメージングにより解析したところ、タウ欠損マウスと野生型のAMPA受容体の拡散ダイナミクスが異なることがわかった。また、内在性AMPA受容体のエンドサイトーシス量を定量化するために、pH感受性蛍光色素Acidifluorを利用した新規エンドサイトーシス定量化法を開発した。
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
１分子動態を網羅的に解析するという独創的な手法を用いたからこそ、思いがけない生理的タウの役割を発見することができた。また、１分子ラベリングの方法を応用して、新規受容体のエンドサイトーシス定量法を確立することができた。
平成２９年度の結果を、論文としてまとめる。今後はアルツハイマー病モデルマウス由来の神経細胞における１分子レベルの病態を解析する。また、疾患モデルiPS細胞における分子動態異常解析の準備も整っている。今年度はそれらのデータを集中的に取得する。また、領域内の共同研究として、自己免疫性介在性脳炎患者の血清・CSF、あるいはてんかんの原因遺伝子が膜分子動態に対する影響を検討する。
All 2018 2017 Other
All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 2 results, Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Invited: 3 results)
Neuroscience Research
Volume: 129 Pages: 47-56
10.1016/j.neures.2017.07.007
Biochem Biophys Res Commun
Volume: 486 Issue: 4 Pages: 879-885
10.1016/j.bbrc.2017.03.096
Biochem Pharmacol.
Volume: 132 Pages: 133-142
10.1016/j.bcp.2017.03.011
