Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
ペリニューロナルネット (PNN) は、中枢神経系に特徴的な細胞外マトリクスである。PNNを除去すると臨界期可塑性が回復するため、PNNは臨界期を終了させる「分子ブレーキ」として認識されている。しかし、PNNの形成は臨界期前に始まっており、PNNが単にブレーキ分子であるという考えでは説明できない。そこで本研究では、「未熟なPNN」が「成熟したPNN」に変化することが臨界期終了のスイッチであるという仮説を検証する。そのために、臨界期の前後におけるPNNの変化を分子レベルで捉える。さらにライブイメージングによって、PNNが静的な構造なのか、それともダイナミックな構造なのか検証する。
成体脳の体積の約20%を占める細胞外空間は、細胞外マトリクスによって満たされている。ペリニューロナルネット（神経細胞周囲網, PNN）は、Camillo Golgiによって100年以上も前に発見された中枢神経系に特徴的な細胞外マトリクスであり、神経細胞の細胞体と近位神経突起を網目状に取り囲んでいる。しかし、PNNの研究手法が限られているため、PNNの作用機序の解明には至っていない。現状の問題点として、酵素処理によりPNNを除去する (loss of function) ことは可能だが、PNN形成を誘導する (gain of function) 技術が存在しないことが挙げられる。これまでのPNN研究は齧歯類を対象に進められてきた。一方で、ヒトを含めた霊長類では、全体のPNNの3割が興奮性神経細胞の周囲に形成される。現在、ヒト脳で興奮性神経細胞にPNNが形成される分子基盤や、その機能は全く分かっていない。PNNのgain of function系が確立すると、マウス脳において、ヒト脳と同様に興奮性神経細胞の周囲にPNNを形成させることができ、その機能研究が可能になる。そこで、齧歯類の大脳皮質では、PNNが抑制性神経細胞の周囲に選択的に、かつ、神経活動依存的に形成されることに着目し、その分子基盤を探索した。昨年度までに、細胞自律的なPNN形成に必要な候補遺伝子を見出した。本年度は、これらの遺伝子を導入することで、マウス脳内で任意の神経細胞周囲にPNNを形成する技術を確立した。今後、本研究で構築したPNN誘導技術を応用することで、これまでにないアプローチを用いて臨界期可塑性の制御におけるPNNの役割が明らかになると期待される。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022 2021
All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 2 results, Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)
Glycobiology
Volume: - Issue: 8 Pages: 615-625
10.1093/glycob/cwad022
Carbohydrate Polymers
Volume: 313 Pages: 120847-120847
10.1016/j.carbpol.2023.120847
Biochemical and Biophysical Research Communications
Volume: 612 Pages: 50-56
10.1016/j.bbrc.2022.04.095
Trends in Glycoscience and Glycotechnology
Volume: 33 Issue: 194 Pages: E79-E84
10.4052/tigg.2003.1E
130008068223
