Construction and control of singularity synapses with sinthetic synapse organaizer proteins
Publicly Offered Research
| Project Area | Singularity biology |
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| Project/Area Number |
21H00442
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Aichi Medical University |
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Principal Investigator |
武内 恒成 愛知医科大学, 医学部, 教授 (90206946)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 神経再編成 / シングルセル解析 / 神経再生 / 神経回路 / シナプス / 細胞外環境 / 中枢神経損傷 / 再生医療 / 脊髄損傷 / シナプスオーガナイザー / 再生環境制御 |
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| Outline of Research at the Start |
我々は脊髄損傷など中枢神経損傷後回復において神経再生の最大の阻害因子であるコンドロイチン硫酸の発現を抑える系を有する（Nat.Commun.）。さらに神経シナプスを人為的に結合するシナプスコネクター（人工キメラタンパク質）を用いて、脊髄損傷マウスの劇的な生理機能回復を示した（Science (2020）)。再生微細環境を制御する系に、コネクターを併用することで神経損傷からの”超回復モデル“を作出する。狙った部位とタイミングで人為的にシンギュラリティシナプスを形成させる。局所での分子発現から回路再編、生理機能改善まで、再生へのアウトプットを多階層に抽出解析し応用につなげることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経シナプスを人為的に結合する“シナプスコネクター”の人工キメラ分子合成に成功し、脊髄損傷マウスの劇的な生理機能回復を示すに至った（Science (2020）国際共同研究）。これは全く新しいコンセプトの人工分子であり、神経再編成の過程で領域時間特異的に人為的シナプス形成を行うことが出来る。本研究は、新規“人工シナプスコネクター”により、狙った部位とタイミングで人為的に“シンギュラリティシナプス”を形成させ、シンギュラリティシナプスに誘導される局所分子発現(Single cell RNA-Seq)から回路再編(回路2重Trace解析)さらに個体生理機能改善(AI Motion capture)まで、回路再編から機能発現のアウトプットを多階層に抽出解析することを目的とした。これまでに、組み換えが起こっている髄節内領域を単離して、コントロール対照群と比較しながら経時的にSingle Cell RNA-Seqにより遺伝子変動を解析を10XGeomics Chroniumをもちいて遺伝子プロファイルを取得できた。シンギュラリティシナプスに誘導されて周囲で経時的にどのような遺伝子変動があり何が惹起されるか、周囲シナプス形成バーストが起こることを確証できる結果を得ることが出来、これを基としたイメージング及び再生につながる過程の解析を試みた。マクロ解析では機能回復のアウトプットデータとしてAIを用いたモーションキャプチャーのデータと、これら解析途中の遺伝子プロファイルデータとの統合までは至ることが出来なかったが、ミクロレベルでの解析では、マーカーとなる遺伝子情報を得たため、損傷後回復再生におけるシナプスのシンギュラリティ性に着目すべき点を明らかにできた。それら分子を中心に微細な組織イメージング解析の展開を可能とした。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Inhibition of Transglutaminase 2 Reduces Peritoneal Injury in a Chlorhexidine-Induced Peritoneal Fibrosis Model2023
Author(s)
Kunoki S, Tatsukawa H, Sakai Y, Kinashi H, Kariya T, Suzuki Y, Mizuno M, Yamaguchi M, Sasakura H, Ikeno M, Takeuchi K, Ishimoto T, Hitomi K, Ito Y
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Journal Title
Laboratory Investigation
Volume: 103
Issue: 4
Pages: 100050-100050
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Increased urinary albumin leakage is related to injuries of glomerular glycocalyx and podocytes, and associated with tubular dysfunction in preeclampsia.2023
Author(s)
Watanabe K, Okamoto T, Saitou T, Iwasaki A, Matsushita H, Takeuchi K, Asai A, Ito Y, Hara M, Wakatsuki A.
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Journal Title
Pregnancy Hypertens
Volume: 17
Pages: 1-17
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] 2. Highly selective transgene expression through the flip-excision switch system by using a unilateral spacer sequence.2023
Author(s)
Matsushita, N.*, Kato, S.*, Nishizawa, K., Sugawara, M., Takeuchi, K., Miyasaka, Y., Mashimo, T. and Kobayashi, K. * Equal contribution
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Journal Title
Cell Rep. Methods
Volume: 3
Issue: 2
Pages: 100393-100393
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] 3. Catecholaminergic cell type-specific expression of Cre recombinase in knock-in transgenic rats generated by the Combi-CRISPR technology.2022
Author(s)
Matsushita, N., Nishizawa, K., Kato, S., Iguchi, Y., Fukabori, R., Takeuchi, K., Miyasaka, Y., Mashimo, T. and Kobayashi, K.
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Journal Title
J. Neurosci. Methods
Volume: 381
Pages: 109707-109707
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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