2014 Fiscal Year Annual Research Report
神経成長円錐の応答性を指標とした糖鎖機能ドメインの解析
| Project Area | Deciphering sugar chain-based signals regulating integrative neuronal functions |
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| Project/Area Number |
23110005
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
戸島 拓郎 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (00373332)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | コンドロイチン硫酸 / 軸索ガイダンス / 成長円錐 / 糖鎖 / cAMP / Ca2+ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
成体中枢神経組織の損傷部位には長大な糖鎖とコアタンパク質からなるコンドロイチン硫酸硫酸プロテオグリカン（CSPG）が沈着し、これにより損傷軸索は再生できない。最近になって、細胞表面に存在する糖鎖受容体が次々に同定され、「糖鎖がリガンドとして受容体を活性化する」という新しい糖鎖の作用機序が注目されている。しかし、糖鎖受容体下流のシグナル伝達については不明である。CSは発生中の神経組織においても発現が見られるため、これらが軸索ガイダンス因子としても機能する可能性がある。本課題では、軸索再生阻害や軸索ガイダンスに必要十分な糖鎖基本構造（糖鎖機能ドメイン）を決定し、これらに対する受容体やその下流で誘起される一連の細胞内シグナル伝達経路を同定することを目標としている。CSはその硫酸化パターンの違いによりCS-A、CS-C、CS-D、CS-Eの４種類に分類される。昨年度までは、in vitro成長円錐ターニングアッセイにより、CS-Eが細胞内cAMPおよびCa2+シグナル依存的に成長円錐を誘引または反発する活性を持つ「両方向性」軸索ガイダンス因子として働くことを明らかにした。さらに、CS-Eに対する成長円錐上の受容体を機能阻害抗体／ペプチドを用いて探索し、誘引時と反発時では異なる組み合わせのCS-E受容体が機能することを示すデータを得た。
そこで本年度は、成長円錐ターニングアッセイにより同定されたこれらCS-E受容体の発現動態について、抗体染色法により解析した。その結果、誘引時と反発時では異なる受容体セットが成長円錐上に呈示されていることが明らかになった。この受容体発現はcAMP依存的に調節されていることも明らかになった。すなわち、CS-Eに対する誘引・反発の切替えは、cAMPシグナル下流での受容体膜輸送システムにより担われている可能性が示唆された。
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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
コンドロイチン硫酸Eに関しては、当初の予定通り、発生期の神経細胞に対する軸索ガイダンス因子として機能する際の「糖鎖機能ドメイン」とその受容体を絞り込むことにほぼ成功したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、コンドロイチン硫酸Eのみならず、ケラタン硫酸についても同様に発生期の神経細胞に対して軸索ガイダンス因子として機能するかどうかを検証して行く。さらに、培養系だけでは無く、各種糖鎖硫酸化酵素遺伝子欠損マウスを用いて、生体内における軸索投射についても検証する予定である。
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Research Products
(9 results)
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[Presentation] Regulatory mechanisms of chondroitin sulfate-mediated axon guidance2014
Author(s)
Masao Nakamura, Jun-ichi Tamura, Hiroshi Kitagawa, Takuro Tojima, Hiroyuki Kamiguchi
Organizer
Joint Meeting of the Society for Glycobiology (SFG) and the Japanese Society of Carbohydrate Research (JSCR) （Satellite Symposium: Glycans in Neuroscience）
Place of Presentation
Hilton Hawaiian Village (Honolulu, USA)
Year and Date
2014-11-16
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