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スクラップ&ビルドによるペリニューロナルネット機能の作動原理の解明

Publicly Offered Research

Project AreaDynamic regulation of brain function by Scrap & Build system
Project/Area Number 19H04754
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

大橋 俊孝  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (50194262)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Keywordsペリニューロナルネット / リンクプロテイン / プロテオグリカン / シナプス刈込み / 刈込み / 軸索内輸送 / ノックアウトマウス
Outline of Research at the Start

ペリニューロナルネット(PNN)はパルブアルブミン陽性のGABA作動性介在ニューロン(PVI)などに最も顕著に存在する特殊な細胞外マトリックス(ECM)構造である。コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)を主体とするマトリックス分子が高密度な会合体を形成(ビルド)したものである。PNNの機能は、眼優位可塑性の調節に代表されるように、多くの研究者により大脳皮質において集中的に研究されているが、他の脳の部位についての研究は非常に限られる。本研究は、小脳や脳幹部(聴覚系神経核)に焦点をしぼり、PNNの会合体形成を障害する(PNNスクラップ)モデルを中心に、PNN機能(動作原理)を追求するものである。

Outline of Annual Research Achievements

ペリニューロナルネット(PNN)はパルブアルブミン陽性のGABA作動性介在ニューロン(PVI)などに最も顕著に存在する特殊な細胞外マトリックス(ECM)構造である。
我々は、ペリニューロナルなECM構造の安定化に重要な複数のリンクプロテイン分子(HAPLN)に注目し、それらの遺伝子ノックアウトマウス等を駆使して、HAPLNがPNNの高密度な会合体形成を通じて、神経可塑性の制御やその他の神経活動に重要なことを示すことを目的としている。本研究は、小脳や脳幹部(聴覚系神経核)に焦点を絞り、PNNの会合体形成を傷害する(PNNスクラップ)手法によりPNN機能(動作原理)を追求するものである。
初年度に、台形体核神経細胞のcalyx of Heldシナプスが複数入力することを電気生理学手法により明らかにした。複数入力が認められるシナプスにおいて自発的EPSCやシナプス短期可塑性の測定、発生に伴うシナプス後細胞のグルタミン酸受容体のサブタイプ変化を調べたが今のところコントロールマウスと統計的な有意差は認められていない。KOマウスで、シナプスのプレとポストのpair recordingで高頻度刺激に対する活動電位発生能力の追随性が低下することが発見された。二年度目には、複数入力を形態学的に確かめることやグリア細胞のシナプス刈込への関与を調べることに注力した。これまでのところ、シナプス刈込みに関与するとされるグリア細胞の挙動が野生型と異なることを見出している。
成果は日本神経科学会や日本結合組織学会で発表する予定である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] リーズ大学(英国)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] カレル大学(チェコ)

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      2020 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] リーズ大学(英国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Assessment of Possible Contributions of Hyaluronan and Proteoglycan Binding Link Protein 4 to Differential Perineuronal Net Formation at the Calyx of Held.2021

    • Author(s)
      Nojima K, Miyazaki H, Hori T, Vargova L, Oohashi T
    • Journal Title

      Front Cell Dev Biol.

      Volume: 17 Pages: 730550-730550

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.730550

    • NAID

      120007163664

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Effect of Hapln4 Link Protein Deficiency on Extracellular Space Diffusion Parameters and Perineuronal Nets in the Auditory System During Aging2020

    • Author(s)
      Sucha P, Chmelova M, Kamenicka M, Bochin M, Oohashi T, Vargova L
    • Journal Title

      Neurochem Res

      Volume: 45 Issue: 1 Pages: 68-82

    • DOI

      10.1007/s11064-019-02894-2

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Under the ECM Dome: The Physiological Role of the Perinodal Extracellular Matrix as an Ion Diffusion Barrier.2020

    • Author(s)
      Bekku Y, Oohashi T
    • Journal Title

      Adv Exp Med Biol.

      Volume: 1190 Pages: 107-122

    • DOI

      10.1007/978-981-32-9636-7_8

    • ISBN
      9789813296350, 9789813296367
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hapln4欠損マウスにおけるCalyx-MNTBシナプスの発達に及ぼすグリア細胞の評価2022

    • Author(s)
      宮﨑晴子、谷祐一、野島弘二郎、兼城一媛乃、Nguyen Duy Hoang、堀 哲也、大橋俊孝
    • Organizer
      第54回 日本結合組織学会学術大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Assessment of glial cells on the development of calyx-MNTB synapse in the Hapln4-deficient mice2022

    • Author(s)
      大橋 俊孝、谷祐一、宮﨑晴子、野島弘二郎、兼城一媛乃、堀 哲也
    • Organizer
      Neuro 2022
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Hapln4/Bral2欠損マウスの台形体内側核シナプスにおける形態学的および組織学的解析2019

    • Author(s)
      枝松 緑、堀 哲也、大橋 俊孝
    • Organizer
      日本神経科学会 Neuro2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] POSTNATAL GLOBAL DELETION OF THE AGGRECAN GENE IMPAIRS ENDOCHONDRAL OSSIFICATION BY AFFECTING GROWTH PLATE ARCHITECTURE AND BONE MATURATION2019

    • Author(s)
      Toshitaka Oohashi, Hidemi Torihara, Midori Edamatsu, Mitsuaki Ono
    • Organizer
      HYALURONAN 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 細胞外マトリックス実験法 コラーゲンの基礎研究から再生医療への応用まで 2.4プロテオグリカンの基礎知識2021

    • Author(s)
      大橋俊孝
    • Total Pages
      427
    • Publisher
      丸善
    • ISBN
      9784621306857
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 分子医化学分野ウェブサイト

    • URL

      http://okayama-u-mbb.jp/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] 岡山大学 分子医化学分野

    • URL

      http://www.okayama-u-mbb.jp/

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2022-12-28  

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