2016 Fiscal Year Annual Research Report
中枢神経系におけるＫＩＡＡ１１９９の役割に関する研究
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16J11526
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| Research Institution | Gifu Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
吉野 雄太 岐阜薬科大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)
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2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | KIAA1199 / hyaluronan / hippocampus / memory |
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| Outline of Annual Research Achievements |
<高次脳機能におけるKIAA1199の役割>
KIAA1199欠損マウスを用いた行動解析を行い、KIAA1199の高次脳機能における役割の同定を試みた。短期記憶を評価する新奇物質探索試験および空間学習・空間記憶を評価するMorris水迷路試験において、KIAA1199欠損マウスの記憶能力低下が認められた。上記の結果から、KIAA1199は記憶において重要な役割を担う可能性が示唆された。
<脳におけるKiaa1199 mRNA発現部位の特定>これまでの研究成果から、野生型マウス脳においてKiaa1199 mRNAが多く発現することをリアルタイムRT-PCR法により明らかにした。In situ hybridization法により脳切片上においてKiaa1199 mRNA発現部位を検討した結果、特に海馬および小脳において発現が観察された。RT-PCR検討結果と同様に海馬および小脳においてKiaa1199 mRNAが発現することが確認された。
<KIAA1199欠損マウス海馬におけるヒアルロン酸分子量の検討>これまでの検討から、Kiaa1199 ｍRNAはマウス海馬に発現しており、KIAA1199欠損マウスは海馬との関連がよく知られている記憶能力の低下を示した。ヒアルロン酸結合タンパク質を用いたサンドイッチアッセイによりKIAA1199欠損マウス海馬におけるヒアルロン酸発現量を定量したところ、野生型マウスと比較して増加することが示された。さらに、ゲルクロマトグラフィーにより分子量分布を測定した結果、KIAA1199欠損マウスにおいてヒアルロン酸分子量ピークが高分子量側へシフトすることが示された。これらの結果は、KIAA1199が海馬のヒアルロン酸低分子量化に関与することを示しており、ヒアルロン酸分子量制御と記憶のメカニズムとの関連性が示唆された。
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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
当該年度は次項に記載したように、KIAA1199欠損マウスを用いた表現型解析の結果、記憶における関与を示された。また、野生型マウスを用いたin situ hybridization検討により、脳領域の中でも特に海馬および小脳にKiaa1199 mRNAが発現することを明らかにした。また、KIAA1199欠損マウス脳において、ヒアルロン酸分解酵素遺伝子遺伝子(Hyal、Hyal2)の発現変動がなかったことから、それらによる代償機構が生じないことを確認した。さらに、海馬におけるヒアルロン酸存在量および分子量を定量した結果、KIAA1199欠損マウスにおいてはヒアルロン酸量が増加し、高分子量化することが明らかとなった。これらの結果は期待通り研究が進展したことを示している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究から、野生型マウス脳においてKIAA1199は海馬歯状回および小脳に多く発現することが明らかとなった。また、KIAA1199欠損マウスはMorris水迷路試験および新奇物質探索試験において記憶障害を示した。KIAA1199欠損マウスの海馬においては野生型マウスのものと比較して、HAの発現量が増加しており、HA分子量も増加することが示された。これらの結果から、海馬におけるHA代謝とHA分子量と記憶学習という高次脳機能の関与が示唆された。
過去の報告において、海馬歯状回の顆粒細胞下帯においては成体期神経新生が行われることが知られる。新生神経の過程が妨げられると、記憶学習をはじめとしたさまざまな高次脳機能が障害される。また、過去の報告においてはHA受容体であるCD44とHAの相互作用によるシグナルが海馬顆粒細胞下帯における神経新生過程の制御に重要であることが報告された。これらより、脳内のKIAA1199によるHA代謝と神経新生過程の関与が考えられるが、未だ明らかとされていない。
本年の研究においては、KIAA1199欠損マウスにおけるHA分子量制御と神経新生の関連を明らかにするこために、増殖マーカーであるKi67、成熟神経細胞マーカーであるNeuN、神経幹細胞マーカーであるSox2などと免疫染色を行う。
さらに、神経細胞の成熟過程におけるPNNsの関与が知られるため、KIAA1199欠損マウスにおけるPNNsの構造を免疫染色法により検討する。また、HA結合タンパク質を用いたHA染色を行い、KIAA1199欠損マウスにおける細胞外HAの蓄積の有無を検討する。神経新生との関与を確認したのち、神経成熟の終了する前の時期における海馬神経細胞の細胞外マトリックスの形態および神経成熟の程度を検討する。
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[Journal Article] Hyaluronan-Binding Protein Involved in Hyaluronan Depolymerization ControlsEndochondral Ossification through Hyaluronan Metabolism.2017
Author(s)
Masayuki Shimoda, Hiroyuki Yoshida, Sakiko Mizuno, Hiroshi Hirozane, Keisuke Horiuchi, Yuta Yoshino, Hideaki Hara, Yae Kanai, Shintaro Inoue, Muneaki Ishijima, Yasunori Okada
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Journal Title
The American journal of pathology.
Volume: 187
Pages: 1162-1176
DOI
Peer Reviewed
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