2016 Fiscal Year Research-status Report
胎生～成体期海馬ニューロン新生を微小環境シグナル動態を中心に解析する
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16K07033
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
石 龍徳 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (20175417)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柏木 太一 東京医科大学, 医学部, 助教 (10398232)
篠原 広志 東京医科大学, 医学部, 助教 (10455793)
權田 裕子 東京医科大学, 医学部, 助教 (60424181)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 海馬 / 顆粒細胞 / 神経前駆細胞 / CXCR4 / CXCL12 / 移動 / 細胞内局在 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海馬では、成体になってもニューロン（顆粒細胞）の新生が例外的に続いている。現在、成体海馬のニューロン新生は、再生医療、記憶・学習機構、精神疾患など様々な分野で注目され、精力的に研究されている。本研究では、胎生期～成体期まで起こる海馬のニューロン新生を包括的に解析する。胎生期の海馬顆粒細胞のニューロン新生には、CXCL12/CXCR4シグナル系が関与していることが示唆されている。そこで、CXCL12産生ニッチ細胞とCXCR4発現神経幹細胞/前駆細胞という視点を導入して、CXCR4分子の神経前駆細胞における発現動態を解析し、海馬ニューロン新生におけるCXCL12/CXCR4シグナルの作用機序を解析する。CXCL12を発現する（推定）ニッチ細胞は髄膜の細胞や海馬溝の細胞に存在する。この細胞とCXCR4発現神経前駆細胞の動態を共焦点レーザー顕微鏡や電子顕微鏡を用いて詳細に観察した。神経前駆細胞が脳室側から髄膜/海馬溝側に移動する時、移動の開始点では、CXCR4分子は細胞膜に発現しているが、CXCL12 を分泌している髄膜/海馬溝に近い移動中や終着点の細胞では、CXCR4 分子は細胞内に点状の凝集体として存在していた。CXCR4の細胞内局在をゴルジ体マーカーGM130、中心体マーカーγチューブリン、ライソゾームマーカーLAMP1を用いて調べたところ、CXCR4陽性凝集体はゴルジ体と40.5%、中心体と73.6%、ライソゾームと56.4％の割合で共存していることが明らかになった。中心体との共存は電子顕微鏡によっても確認された。また、CXCR4受容体アンタゴニストであるAMD3100を用いて、CXCL12/CXCR4シグナルの機能を解析したところ、このシグナルは神経前駆細胞の移動や到着地点の決定に関与していることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究計画調書で予定していた28年度研究計画のうち、1. 胎生期～生後初期の解析：前駆細胞の移動・分化に対するCXCR4 の役割を検討するの項目の、1.1. CXCR4 の細胞内局在の解析については、大旨目的を達成し、細胞内局在をあきらかにできた。1.2. 阻害剤AMD3100 を用いたCXCL12/CXCR4 シグナルの機能解析についても、神経前駆細胞の移動については解析結果を得られた。しかし、まだ解析していない機能があるので、引き続き解析を行う予定である。2.1 培養細胞おけるエンドサイトーシスの動態解析については、実験を始めたが、安定した培養系と実験系の確立にもう少し時間がかかると思われる。2.2 培養細胞におけるCXCR4 変異体分子によるエンドサイトーシスの解析については、阻害実験のためのプローブを作製したが、発現が低くプローブの設計を再考している最中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度の研究でCXCR4の発現分布が細胞膜から、細胞内小器官に移行することが明らかになった。そこで、このような細胞内移動が、どのような機能と関連しているのかを調べるために、in vitroでCXCR4の動態と機能を解析する予定である。そのために、海馬初代培養細胞またはPC12培養細胞を用いて、エンドサイトーシスの過程を解析する系を確立する。特に、移動時の突起の形成とエンドサイトーシスが関連している可能性があるので、その点に重点をおいて解析する予定である。受容体アンタゴニストであるAMD3100を用いた解析では、移動との関係が明らかになったが、細胞分化との関係はまだ明らかではない。そこで、細胞分化との関係を中心に解析する。また、CXCR4のエンドサイトーシスの機構や機能を調べるためのプローブに問題があることが明らかになったので、プローブを改良し、阻害実験などを行いたい。
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| Causes of Carryover |
平成28年度は免疫組織化学実験などは順調に進んだが、抗体は今までのストックで行うことができた。阻害実験などでは、プローブの作製が成功せず、その後の実験が行えなかった。また、培養実験などが予定よりも進まなかったことがあり、予定よりも支出が少なかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成29年度は、抗体のストックが少なくなったので、抗体を大量に購入する予定である。また、プローブの作製、培養実験のための試薬が必要になるので、それらのものを購入する予定である。それらの準備が整えば、動物も多く必要になるので、それらに支出する。
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Research Products
(12 results)
