脳内環境を制御する神経幹細胞の恒常性変化

• Project Area: Brain Environment
• Project/Area Number: 26111722
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 菅田 浩司 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (60508597)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: ショウジョウバエ / 脳内環境 / 神経幹細胞 / 遺伝学 / 神経 / 可塑性 / neuroblast / 再活性化

Outline of Annual Research Achievements

脂質代謝酵素の機能欠失型変異体の機能解析を行うことで、神経幹細胞の可塑性を制御する分子基盤の構築を目指した。
今年度は、変異体において神経幹細胞の細胞非自律的な細胞死を誘導するための原因となる細胞の特定に成功した。また、 ショウジョウバエ脳の凍結切片を作成し、質量分析を用いて脳内のエネルギー代謝状況を解析した。その結果、原因となっているサブタイプの神経細胞内で産生されている物質のプロファイリングに定量に成功した。興味深いことに、今回我々が着目した物質は、変異体脳でより多く産生されていた。従って、変異体脳はある種の「過剰発火状態」にあると考えられる。質量分析法を用いて個体そのものの lysate についても解析を行った結果、同様に、この物質は変異体でより多く産生されていた。
さらに、ショウジョウバエ脳を酵素処理することで神経幹細胞を単離し、初代培養する実験系を構築して解析を行った結果、上記で特定した物質が神経幹細胞の活性制御に必要である事を裏付ける結果を得た。
神経幹細胞死及び個体の致死性は、原因遺伝子を神経特異的に強制発現させることで抑制することができる。同様に、変異体で観察される一連の表現型は原因遺伝子のヒトオルソログを強制発現することでも抑制できる事も見出した。従って、分子機構の多くは進化的に保存されていると考えられる。従って、本研究で解明した一連の分子基盤は、神経変性疾患の分子標的を構築する上で前衛的な知見を与え得るものであると考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Musashi mediates translational repression of the Hypoxia Inducible Factor. (2016)
  • Author(s): Bertolin AP, Katz MJ, Acevedo J, Pozzi B, Blanco-Obregon D, Yano M, Gandara L, Kanda H, Okano H, Srebrow A, and Wappner P.
  • Journal Title: Nucl. Acid Res. Volume: 未定
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Four-dimensional imaging by using light-sheet fluorescent microscope. (2015)
  • Author(s): Kanda H and Okano H
  • Journal Title: Medical Science Digest Volume: 41 Pages: 278-279
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Evolutionarily conserved function of Blood-Brain Barrier (2016)
  • Author(s): Kanda H
  • Organizer: Chronological Change in Brain Function
  • Place of Presentation: 千葉大学薬学部（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-03-08
  • Invited
• [Presentation] The molecular basis of the plasticity of neural stem cells (2015)
  • Author(s): Kanda H, Shimamura R, and Okano H.
  • Organizer: 11th Adult neurogenesis meeting
  • Place of Presentation: 名古屋市立大学（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-11-14
• [Presentation] A genetic approach for understanding the plasticity of neural stem cells in Drosophila. (2015)
  • Author(s): Kanda H, Shimamura R, Inouye MO, and Okano H
  • Organizer: 38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • Place of Presentation: 神戸コンベンションセンター（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] A genetic approach for the plasticity of neural stem cells. (2015)
  • Author(s): Kanda H, Shimamura R, Yamaguchi T, Inouye MO, and Okano H.
  • Organizer: 14th Congress of the Japanese Society for the Regenerative Medicine
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2015-03-19
• [Presentation] in vivo RNAi-based approach for the integrity of the Blood-Brain Barrier in Drosophila. (2014)
  • Author(s): Kanda H, Shimamura R, and Okano H.
  • Organizer: 18th International Vascular Biology Meeting (IVBM 2014)
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都府京都市）
  • Year and Date: 2014-04-14
  • Int'l Joint Research
• [Book] ブレインサイエンスレビュー (2016)
  • Author(s): 菅田浩司ら
  • Total Pages: 14
  • Publisher: ブレインサイエンス振興財団
• [Book] オックスフォード生理学原著第４版 (2016)
  • Author(s): 赤松和土、菅田浩司ら（３７人中１４番目、共訳）
  • Total Pages: 14
  • Publisher: 丸善出版
• [Remarks]
  • URL: http://www.okano-lab.com/
• [Remarks]
  • URL: http://www.okano-lab.com/