2018 Fiscal Year Research-status Report
神経発達に伴う細胞サイズ制御機構の解明と病態モデルの確立
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16K07053
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
武井 延之 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (70221372)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | mTOR / 細部サイズ / neural stem cell / シグナル伝達 / 脳形成異常 / 蛋白合成 / 神経栄養因子 / iPS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①神経幹細胞と神経細胞におけるmTOR シグナルの違いとそれを誘起する因子を解明する。１）シグナルの違い：ラットおよびヒトiPS由来、ヒト胎児由来のneurosphere を用い、分化誘導後のmTORシグナルを検討した。増殖期のneurosphereにおいてはmTORC1シグナルが亢進しており、増殖停止した未成熟な神経細胞では低下し、分化／成熟と共に再び活性が上昇することがわかった。mTORC1の活性化状態と神経細胞の機能的形態的分化の関係を示すことができた。2) 細胞外因子の作用：mTORシグナルを活性化する因子としては、従来明らかにしてきたBDNFをはじめとする成長因子の他、基質接着因子にも活性を認めた。興味深い点としてはsphere時のHippo経路は細胞接着因子によって調節されており、細胞間／細胞基質接着因子が増殖／分化と細胞サイズを制御している可能性の手掛かりを得た。mTORC1/2の経路をそれぞれ特異的に阻害するツールとして、TOS（mTORC1）, CRIM(mTORC2)デコイを作成し、それぞれ特異的に下流シグナルを抑制することに成功した。現在mTOR活性型変異体に対する生理活性を検討中である。3) 細胞サイズの比較：ラットおよびヒト由来の神経幹細胞にmTOR活性型変異体の発現を行い、安定株を得た。細胞サイズ及び形態の変化を計測中である。②ゲノム編集：ゲノム編集に関しては、相変わらず難航しているが継続中である。
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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
今年度の成果で特記すべきことはmTORC1,mTORC2のシグナルをそれぞれ特異的に阻害することが可能な分子デコイを開発したことである。mTORC1はraptorとの結合に基質側のTOSモチーフと呼ばれる５アミノ酸からなる配列を利用している。これをGFPにつなぎ、“デコイ（おとり）”として基質への結合を競合阻害することができた。同様にmTORC2はmSin1のCRIMドメインが基質と結合するため、このドメインをデコイとして用いる事によって阻害が可能となった。現在ウイルスベクターを作成したので、神経細胞／神経幹細胞への生理的作用を明らかにしたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
①細胞サイズ制御の基盤：
蛋白合成及び脂質合成の亢進と細胞サイズの増大に関してはmTOR活性型変異体の導入細胞を用いてさらに詳細に検討する。さらにmTORC1,2のどちらの経路が関与しているかを分子デコイを用いた実験によって明らかにする。同時にメタボローム解析を行う（予備実験済）。
②病態モデル：
ゲノム編集によるmTOR活性型変異細胞の作成に引き続き取り組む。同時にラット及びヒト由来神経幹細胞から樹立したmTOR活性型変異発現細胞の培養下の解析を進め、ラット胎仔への移植も検討する。
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| Causes of Carryover |
ゲノム編集の実験など、追加の実験を行う。消耗品等は概ね保持しているので、主に学会での成果発表及び論文投稿料に予算を残した。
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Research Products
(7 results)
