2017 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of synapse formation, maintenance, elimination and plasticity by C1q family proteins
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15H05772
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
柚崎 通介 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (40365226)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | ニューロン / シナプス / 神経回路 / グルタミン酸受容体 / 補体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経回路の基盤であるシナプス形成・維持・除去を制御する分子機構の解明を目指し、H29年度は引き続き、以下の2つの目標の達成を進めた。
[目標1] 補体ファミリー分子によるシナプス形成・可塑性制御機構の解明
海馬CA1および歯状回においては、シナプス特異的にCblnファミリー（Cbln1/Cbln4）やGluDファミリー（GluD1/GluD2）分子がそれぞれ発現している。それぞれのシナプスにおけるこれらの分子の機能を解明するために、それぞれの遺伝子の単独および二重欠損マウスを作成して解析を進めた。一方、シナプス可塑性の素過程である長期増強や長期抑圧現象は、細胞表面に存在するAMPA型グルタミン酸受容体（AMPAR)の増減によって起きることがわかっているものの、内因性のAMPARの挙動については不明な点が多い。そこで京大グループと共同して内因性AMPARを定量的に解析する技術を確立した（Nat Chemistry 2018)。
[目標2] 神経活動・代謝・炎症による補体ファミリー分子の分泌調節機構の解明 これまでの予備実験の結果から、短期的な神経活動によって小脳顆粒細胞からのCbln1分泌が亢進することが分かっている。今年度には、顆粒細胞からの蛍光イメージング記録により、Cbln1は樹状突起ではなく軸索内部の貯蔵プールから分泌されること、このプールはライソソームと似た性質をもつことがわかった。
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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
シナプス形成分子Cbln1が小脳顆粒細胞の軸索に存在するライソソームに局在すること、また神経活動が亢進すると、軸索から分泌されることを初めて明らかにし、論文化への準備が大幅に進んだ。また機能的なシナプス可塑性解析を進めるための基盤となる重要な技術である内因性AMPA型グルタミン酸受容体のラベリング方法を確立することができた。一連の成果は国際的な総説誌であるAnnual Review of Physiologyにinvited reviewとして報告した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は前年度に引き続き、以下の2つの目標の達成を目指す。
[目標1]補体ファミリー分子によるシナプス形成・可塑性制御機構の解明 海馬CA1および歯状回においては、シナプス特異的にCblnファミリー（Cbln1/Cbln4）やGluDファミリー（GluD1/GluD2）分子がそれぞれ発現している。各遺伝子の単独および二重欠損マウスを作成し、シナプス数・シナプス分子の局在・シナプス可塑性の変化についてそれぞれ解析を進める。一方、シナプス可塑性制御機構としては、遺伝子欠損マウスではさまざまな回路や分子による代償作用が起きることが問題となっている。そこで、光照射によって急性かつ可逆的にAMPA型グルタミン酸受容体のエンドサイトーシスを制御することによって長期抑圧（LTD)を制御できるツールの開発を目指す。
[目標2]神経活動・代謝・炎症による補体ファミリー分子の分泌調節機構の解明 引き続き神経活動依存的なCbln1分泌機構の解明を進めて論文化を目指す。
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[Journal Article] Neural differentiation of human embryonic stem cells induced by the transgene-mediated overexpression of single transcription factors.2017
Author(s)
Matsushita M, Nakatake Y, Arai I, Ibata K, Kohda K, Goparaju SK, Murakami M, Sakota M, Chikazawa-Nohtomi N, Ko SBH, Kanai T, Yuzaki M, Ko MSH.
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun
Volume: 490
Pages: 296-301
DOI
Peer Reviewed
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