アストロサイトに高発現するDISC1の機能解析～統合失調症との関連を中心に～

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K06790
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 遠山 正彌 近畿大学, 東洋医学研究所, 教授 (40028593)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 貴士 近畿大学, 東洋医学研究所, 助教 (30734694) ; 清水 尚子 近畿大学, 東洋医学研究所, 助教 (50572731) ; 宮田 信吾 近畿大学, 東洋医学研究所, 准教授 (70403194)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: DISC1 / アストロサイト / 分化 / 統合失調症

Outline of Annual Research Achievements

DISC1は統合失調症脆弱因子として同定されて以来、我々を含めてほとんどの研究グループが神経細胞での機能解明に焦点を合わせて研究を進めてきたが、ニューロン以外の神経系の構成分であるグリア細胞におけるDISC1の機能についてはほとんど関心が向けられていなかったのが現状である。
そこで本研究では、ニューロンやオリゴデンドロサイトのみならずアストロサイトに豊富に存在するDISC1がアストロサイトの増殖、移動、分化、オリゴデンドロサイトとのクロストークあるいは脳傷害時の反応性アストロサイトへの分化などに関与するか否か明らかにする。
平成27年度は、まずアストロサイトにおけるDISC1発現の時期特異性および形態学的検討を行った。In situ hybridization法により、Adultマウスの脳内の各領域に存在するアストロサイトでの発現の有無について検討を行った。その結果、脳梁の線維型アストロサイト、大脳皮質の原形質型アストロサイトでは DISC1 mRNA は強く発現していないのではないかと考えられた。軟膜周囲の放射線型アストロサイトでは、比較的多くの細胞でDISC1 mRNA の発現を確認した。さらに、免疫組織化学的な検討をアストロサイトマーカーのGFAPやEAAT1を用いて実施し、in situ hybridizationの検討と同様の結果を得ている。
次に発達過程によるDISC1の発現様式の検討を進めた。まず、生後7日のマウス脳におけるDISC1発現について免疫組織化学的な検討を行ったところ、線維型アストロサイトおよび放射線型アストロサイトでのDISC1の十分な発現を見出すことが出来た。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成28年度からの検討を予定している初代培養アストロサイトの準備も順調である。平成27年度は、アストロサイトにおけるDISC1の機能解析に進むための発現様式の検討を行い、Adultマウスにおける発現と幼若期における発現様式に差のあることを見出している。これらは、初年度の当初計画にほぼ沿った内容に関する成果であり、平成28年度以降に計画に沿ってさらに詳細な解析を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度は、これまでの研究成果を元に初代培養アストロサイトを用いて、アストロサイトの成熟過程への影響や成熟後の役割の有無などのDISC1の機能解析を行う。
まず、DISC1 siRNAを用いてDISC1発現を抑制した培養アストロサイトを用いて、分化レベルに与える影響を免疫組織化学的手法やrealtime PCR、western blotting法などにより検討する。さらには、増殖への影響についてはELISA法やPCRなどで、移動への影響についてはwount healingアッセイ法などにより検討を加える。変化が観察された項目に関しては、DISC1発現抑制後に強制発現による発現回復後の評価も加える。

Causes of Carryover

Scientific Reportsへの掲載料の請求が年度末と重なってしまい、使用予定額を確定することが出来なかったため、一部次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

初代培養アストロサイト作製に必要な経費として使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Association between chronic stress-induced structural abnormalities in Ranvier nodes and reduced oligodendrocyte activity in major depression. (2016)
  • Author(s): Miyata S, Taniguchi M, Koyama Y, Shimizu S, Tanaka T, Yasuno F, Yamamoto A, Iida H, Kudo T, Katayama T, Tohyama M.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Pages: 23084
  • DOI: doi: 10.1038/srep23084.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Sgk1 regulates desmoglein 1 expression levels in oligodendrocytes in the mouse corpus callosum after chronic stress exposure. (2015)
  • Author(s): Miyata S, Yoshikawa K, Taniguchi M, Ishikawa T, Tanaka T, Shimizu S, Tohyama M.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 464(1) Pages: 76-82
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2015.05.109.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Alterations in dendrite and spine morphology of cortical pyramidal neurons in DISC1-binding zinc finger protein (DBZ) knockout mice. (2015)
  • Author(s): Koyama Y, Hattori T, Nishida T, Hori O, Tohyama M.
  • Journal Title: Front Neuroanat. Volume: 9 Pages: 52
  • DOI: doi: 10.3389/fnana.2015.00052.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Physiological ER Stress Mediates the Differentiation of Fibroblasts. (2015)
  • Author(s): Matsuzaki S, Hiratsuka T, Taniguchi M, Shingaki K, Kubo T, Kiya K, Fujiwara T, Kanazawa S, Kanematsu R, Maeda T, Takamura H, Yamada K, Miyoshi K, Hosokawa K, Tohyama M, Katayama T.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 10(4) Pages: e0123578
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0123578.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Disturbance of oligodendrocyte function plays a key role in the pathogenesis of schizophrenia and major depressive disorder. (2015)
  • Author(s): Miyata S, Hattori T, Shimizu S, Ito A, Tohyama M.
  • Journal Title: Biomed Res Int. Volume: 2015 Pages: 492367
  • DOI: doi: 10.1155/2015/492367.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] DBZ regulates cortical cell positioning and neurite development by sustaining the anterograde transport of Lis1 and DISC1 through control of Ndel1 dual-phosphorylation. (2015)
  • Author(s): Okamoto M, Iguchi T, Hattori T, Matsuzaki S, Koyama Y, Taniguchi M, Komada M, Xie MJ, Yagi H, Shimizu S, Konishi Y, Omi M, Yoshimi T, Tachibana T, Fujieda S, Katayama T, Ito A, Hirotsune S, Tohyama M, Sato M.
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 35(7) Pages: 2942-58
  • DOI: doi: 10.1523/JNEUROSCI.5029-13.2015.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular basis of major psychiatric diseases such as schizophrenia and depression. (2015)
  • Author(s): Tohyama M, Miyata S, Hattori T, Shimizu S, Matsuzaki S.
  • Journal Title: Anat Sci Int. Volume: 90(3) Pages: 137-43
  • DOI: doi: 10.1007/s12565-014-0269-3.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] DBZ, a CNS-specific DISC1 binding protein, positively regulates oligodendrocyte differentiation (2015)
  • Author(s): Shoko Shimizu, Shingo Miyata, Takashi Tanaka, Masaya Tohyama
  • Organizer: 第58回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 埼玉 大宮ソニックシティ
  • Year and Date: 2015-09-11 – 2015-09-13
• [Presentation] A novel approach for visualizing spatiotemporal regulation of cell-wide or localized translation (2015)
  • Author(s): Shingo Miyata, Shoko Shimizu, Takashi Tanaka, Yasutake Mori, Masaya Tohyama
  • Organizer: 新学術領域研究「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」 第 2 回夏の(国際)ワークショッフ
  • Place of Presentation: 岡崎 生理学研究所
  • Year and Date: 2015-07-10 – 2015-07-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Double nicking by CRISPR/Cas9 enhances genome editing specificity (2015)
  • Author(s): Takashi Tanaka, Shoko Shimizu, Masaya Tohyama, Shingo Miyata
  • Organizer: 新学術領域研究「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」 第 2 回夏の(国際)ワークショッフ
  • Place of Presentation: 岡崎 生理学研究所
  • Year and Date: 2015-07-10 – 2015-07-11
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 近畿大学 東洋医学研究所 分子脳科学研究部門（基礎研究部門）
  • URL: http://www.med.kindai.ac.jp/toyo/study/index.html
• [Remarks] 近畿大学 東洋医学研究所 分子脳科学研究部門（基礎研究部門）研究成果
  • URL: http://www.med.kindai.ac.jp/toyo/study/results.html