2011 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Neural Diversity and Neocortical Organization |
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22123006
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
桝 正幸 筑波大学, 医学医療系, 教授 (20243032)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桝 和子 筑波大学, 医学医療系, 講師 (50344883)
塩見 健輔 筑波大学, 医学医療系, 講師 (00311598)
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| Keywords | 脳・神経 / 遺伝子 / 発生・分化 / 糖鎖 |
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| Research Abstract |
発生期に神経細胞は標的細胞へ軸索を投射し神経回路網を形成する。この時、神経軸索は誘引分子と反発分子の作用により特異的な標的へ誘導される。6層から成る大脳皮質は、各層のニューロンが異なる入出力を持ち、皮質間でも機能的結合が存在するため、複雑なネットワークを作る。これまでの研究で、大脳皮質線維の形成に関わる分子が複数報告されているが、軸索ガイダンスの多様性を生み出す仕組みは未解明である。そこで、本研究では、軸索ガイダンスからシナプス形成を含む神経回路構築過程をシグナル分子、受容体、細胞外マトリックス制御などの観点から研究し、高次脳機能の基盤となる大脳皮質の多様性獲得の分子機構を解明するごとを目的とする。
これまでヘパラン硫酸の6位の硫酸基を選択的に脱硫酸し、ヘパラン硫酸糖鎖の微細構造を変化させるスルファターゼSulf1/Sulf2に注目し、大脳皮質ニューロンの軸索ガイダンスにおける役割を検討してきた.Sulf1/Sulf2ダブルノックアウトマウスでは、皮質脊髄路に走行異常が観察され、軸索ガイダンス蛋白の局在が変化していることを明らかにしてきた。今年度は、Sulf1蛋白とSulf2蛋白を認識する抗体を探し出し、これらを用いて免疫組織化学を行うことにより、蛋白質の局在を示すことができた。Sulf1/Sulf2のmRNAは第三脳室の脳室帯の細胞に発現していることは以前より分かっていたが、Sulf1/Sulf2の蛋白が脳表に局在する(放射状グリア細胞によって運ばれると考えられる)という知見から、Sulf1/Sulf2蛋白が皮質ニューロン軸索の走行に影響を与える部位に提示されていることがわかった。更にヘパラン硫酸糖鎖の異なるエピトープを認識する特異的抗体を用いて、高硫酸化されたヘパラン硫酸が脳表に局在することを明らかにすることに成功した。これにより、Sulf1/Sulf2が時期・部位特異的にヘパラン硫酸を修飾し軸索誘導シグナルの調節を行うこと、これにより多様性を生み出すことが明らかになった。
また、山森らと共同で進めている霊長類Sulf遺伝子発現解析のために、マカクザルとマーモセット用のプローブを計16種類作成した。予備的な実験を行い、シグナルを検出できることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
東日本大震災による試料の損失などもあったが、新しい知見も得られ、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
軸索ガイダンスシグナルの多様性とヘパラン硫酸糖鎖の構造修飾との関連を更に明らかにする。また、霊長類の大脳皮質におけるSulf1/2とSlitの発現解析を共同研究として推進する。大きな変更や問題点はない。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Organ-Specific Sulfation Patterns of Heparan Sulfate Generated by Extracellular Sulfatases Sulf1 and Sulf2 in Mice2012
Author(s)
Nagamine, S., Tamba, M., Ishimine, H., Araki, K., Shiomi, K., Okada, T., Ohto, T., Kunita, S., Takahashi, S., Wismans, R.G.P., van Kuppevelt, T.H., Masu, M., Kazuko Keino-Masu
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Journal Title
Journal of Biological Chemistry
Volume: 287
Pages: 9579-9590
Peer Reviewed
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[Journal Article] Autotaxin expression from synovial fibroblasts is essential for the pathogenesis of modeled arthritis2012
Author(s)
Nikitopoulou, I., Oikonomou, N., Karouzakis, E., Sevastou, I., Nikolaidou-Katsaridou, N., Zhao, Z., Mersinias, V., Armaka, M., Xu, Y., Masu, M., Mills, G.B., Gay, S., Kollias, G., Vassilis Aidinis
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Journal Title
Journal of Experimental Medicine
Volume: (In press)
Peer Reviewed
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[Journal Article] Autotaxin is required for the cranial neural tube closure and establishment of the midbrain-hindbrain boundary during mouse development2011
Author(s)
Koike, S., Yutoh, Y., Keino-Masu, K., Noji, S., Masu, M., Ohuchi, H.
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Journal Title
Developmental Dynamics
Volume: 240
Pages: 413-421
Peer Reviewed
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[Journal Article] Crystallographic characterization of the DIX domain of the Wnt signalling positive regulator Ccd12011
Author(s)
Terawaki, S., Yano, K., Katsutani, T., Shiomi, K., Keino-Masu, K., Masu, M., Shomura, Y., Komori, H., Shibata, N., Higuchi, Y.
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Journal Title
Acta Crystallographica Section F
Volume: 67
Pages: 758-761
Peer Reviewed
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[Journal Article] Impaired vascular remodeling in the yolk sac of embryos deficient in ROCK-I and ROCK-II2011
Author(s)
Kamijo, H., Matsumura, Y., Thumkeo, D., Koike, S., Masu, M., Shimizu, Y., Ishizaki, T., Narumiya, S.
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Journal Title
Genes to Cells
Volume: 16
Pages: 1012-1021
Peer Reviewed
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