2017 Fiscal Year Research-status Report

脆弱X精神遅滞蛋白質による神経回路形成の制御－ユビキチン化及び局所翻訳との関連

Research Project

Project/Area Number	16K07061
Research Institution	Yokohama City University
Principal Investigator	佐々木幸生横浜市立大学, 生命医科学研究科, 准教授 (10295511)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	横浜市 / 神経生物学 / 脆弱X症候群 / ユビキチン
Outline of Annual Research Achievements	前年度までの研究で、脆弱X精神遅滞タンパク質FMRP (Fragile X mental retardation protein) が軸索ガイダンス分子の1つであるSemaphorin3A (Sema3A) に応答し成長円錐内で減少すること、さらにその減少がユビキチン化によるものであることを明らかにした。今年度はさらに検討を進め、Sema3Aが惹起する成長円錐の退縮応答を種々のユビキチン－プロテアソーム阻害剤が抑制することを明らかにした。また、昨年度、我々は非神経系培養細胞においてFMRPがまず、ストレス顆粒を形成し、その後ユビキチン化→オートファジーで処理されることを示唆する知見を得た。そこで、大脳皮質神経細胞初代培養系において、細胞ストレスによりFMRPがストレス顆粒を形成するかを検討した。その結果、FMRPはストレス顆粒マーカーであるGAP SH3 Domain-Binding Protein 1 (G3BP) と細胞体だけなく神経突起においても共局在することを見いだした。FMRPが中枢神経細胞でG3BPを含むストレス顆粒を形成することは報告されておらず、ストレス顆粒→ユビキチン化→オートファジーという系路を辿るか解析を行う予定である。さらに、我々が開発した人工プレシナプス誘導系において、FMRPがプレシナプス内で顆粒状に凝集することが明らかになった。我々は既にプレシナプスにおいてFMRPが特定のタンパク質の局所翻訳に関与することを見いだしており、今後、このFMRPの顆粒形成とユビキチン化、局所翻訳の関連を解明していく予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 予想通り、ユビキチン化の抑制により、神経成長円錐に対するSema3Aの応答が減弱することが確認された。さらに、細胞ストレスにより、大脳皮質神経細胞においてFMRPがG3BPを含むストレス顆粒を形成することを初めて明らかにした。また、プレシナプス形成時にFMRPが顆粒状になることを明らかにした。これらの神経細胞におけるFMRPとユビキチン化、さらにオートファジーの関連に関しても検討を行う予定である。
Strategy for Future Research Activity	今後、成長円錐におけるユビキチン化と局所翻訳の関連についてさらに検討を進める。さらに、FMRPを含むストレス顆粒形成時にユビキチン化が起こるかどうか、またプレシナプス形成時に凝集するFMRPとユビキチンの関連を検討する予定である。
Causes of Carryover	ほぼ計画通りに購入したが、端数（54円）が生じた。