2016 Fiscal Year Research-status Report
成熟シナプスの維持機構の分子基盤 ―レット症候群退行現象の解明を目指して―
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15K09602
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
矢ヶ崎 有希 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (90392422)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 脳・神経、神経疾患 / レット症候群 / MeCP2 / 成熟シナプスの維持機構 / mGluR1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、レット症候群の退行現象の解明へと繋がる成熟シナプスの維持機構の分子基盤を解明することである。これまでに、基礎実験として、網膜―外側漆状体の発達期（生後10日より50日まで）における視覚経路の網膜とdLGNにおけるMeCP2およびmGluR1タンパク質の発現および視覚経験による影響をウエスタンブロット法により検討してきたが、今年度は、dLGNの中継ニューロンである、グルタミン酸作動性ニューロンと介在ニューロンであるGABA作動性ニューロンに着目し、それぞれのタンパク質発現および視覚経験遮断による影響を免疫染色法により検討した。そして、MeCP2タンパク質は介在ニューロンでは生後10日から生後50日齢までほぼ同レベルの発現量であるのに対し、中継ニューロンにおいては生後20日から生後30日の間で有意に発現が上昇し、さらにこの発現上昇は視覚経験遮断により阻害されることが明らかとなった。一方、網膜でのMeCP2タンパク質の発現は生後10日から生後50日齢まで一定であり、視覚経験遮断による影響も受けないことを明らかにした。この成果は、第94回日本生理学会大会にて発表し、現在論文投稿準備中である。また、成熟後のシナプス維持に必須の因子を探索するスクリーニング系の立ち上げも行っているが、こちらは準備段階である。MeCP2KOマウスおよびmGluR1KOマウス、視覚経験遮断の3群による遺伝子発現変化を解析し、3群に共通する遺伝子発現変化を探索することで、成熟シナプスの維持に必須の因子の同定を目指したい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験計画①の1)発達期のLGNにおけるMeCP2タンパク質の発現パターンおよび視覚経験遮断によるMeCP2タンパク質の発現変化の解析はMeCP2タンパク質の発現が、dLGNではグルタミン酸作動性ニューロンにおいてのみ、視覚経験依存的に調節されているという新しい知見を得ることが出来た。また、この成果は第94回、日本生理学会大会にて発表し、現在論文投稿準備中である。おおむね順調に進行しているといえる。
実験計画②成熟シナプスの維持の破錠が認められた3群（Mecp2KO、mGluR1KO、視覚経験遮断）における遺伝子発現プロファイリングについては、現在、スクリーニング系を立ち上げ中である。また、平行してin situ hybridizationの立ち上げも行っているが、今年度は①の論文作製に注力したため、やや遅れている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究結果より、dLGNの中継ニューロンにおけるMeCP2タンパク質発現が、成熟シナプスの維持に関与している可能性が示唆される。mGluR1KOマウスでは成熟シナプスの維持が破錠することから、MeCP2タンパク質が減少している可能性も示唆される。mGluR1KOマウスにおけるMeCP2タンパク質の発現パターンの解析を早急に行う予定である。また、MeCP2KOマウスにおけるmGluR1タンパク質の発現パターンの解析も平行して行う予定である。
さらに、MeCP2KO、mGluR1KO、視覚経験遮断の3群における遺伝子発現変化を次世代シークエンサーを用いて網羅的に解析し、共通に変化する因子のスクリーニングも実施する予定である。その際、コントロール群に対し、MeCP2KO、mGluR1KO、視覚経験遮断の3群において共通の変化（増加または減少）が認められる因子を抽出する。因子の選定に関しては特にシナプスの形成・維持に関与する可能性が高い分泌タンパク質に着目する予定である。
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| Causes of Carryover |
実験計画①の発達期の外側膝状体におけるMeCP2タンパク質の発現パターンおよび視覚経験遮断によるMeCP2タンパク質の発現変化の解析により得られた成果の論文作製を優先させたため、実験計画②の次世代シークエンサーを用いたスクリーニングは次年度に行うこととなった。次世代シークエンサーを用いたスクリーニング費用として、試薬・消耗品・解析費、約120万円を次年度に繰越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験計画①の発達期の外側膝状体におけるMeCP2タンパク質の発現パターンおよび視覚経験遮断によるMeCP2タンパク質の発現変化の解析により得られた成果は論文を投稿予定である。
実験計画②のMeCP2KO、mGluR1KO、視覚経験遮断の3群における遺伝子発現変化を次世代シークエンサーを用いて網羅的に解析し、共通に変化する因子のスクリーニングを実施する予定である。その際、コントロール群に対し、MeCP2KO、mGluR1KO、視覚経験遮断の3群において共通の変化（増加または減少）が認められる因子を抽出する。
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[Journal Article] Type 1 Metabotropic Glutamate Receptor Mediates Experience-Dependent Maintenance of Mature Synaptic Connectivity in the Visual Thalamus2016
Author(s)
Narushima M., Uchigashima M., Yagasaki Y., Harada T., Nagumo Y., Uesaka N., Hashimoto K, Aiba A, Watanabe M, Miyata M., and Kano M.
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Journal Title
Neuron
Volume: 91
Pages: 1097-1109
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Type I metabotropic glutamate receptor is crucial for visual experience-dependent maintenance of mature connectivity of retinogeniculate synapses2016
Author(s)
Madoka Narushima, Motokazu Uchigashima, Yuki Yagasaki, Takeshi Harada, Yasuyuki Nagumo, Naofumi Uesaka, Kouichi Hashimoto, Atsu Aiba, Masahiko Watanabe, Mariko Miyata, Masanobu Kano
Organizer
10th FENS Forum of Neuroscience
Place of Presentation
Copenhagen, Denmark
Year and Date
2016-07-03 – 2016-07-03
Int'l Joint Research
