2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K07077
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
前田 信明 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, プロジェクトリーダー (90202308)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三枝 智香 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 研究員 (00280800) [Withdrawn]
神村 圭亮 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 主席研究員 (30529524)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | プロテオグリカン / ヘパラン硫酸 / ショウジョウバエ / 神経筋接合部 / 神経可塑性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヘパラン硫酸プロテオグリカン（HSPG)は、細胞表層や細胞外基質の主成分として様々な情報伝達経路を修飾している。本年度は、ショウジョウバエ神経筋接合部（NMJ)の経験依存型可塑性におけるGPIアンカー型HSPGグリピカン(Dlp)の機能を解析した。ショウジョウバエ幼虫は飢餓状態にさらされると新たな餌を求めて活発な移動を開始するが、この際、高等動物のアドレナリンに相当するオクトパミンの作用によってシナプスボタンの新生を始めとするNMJの再編成が起こる。
我々は、Dlpの発現レベルがオクトパミンシグナルによって制御されていること、さらに、このようなDlpの発現レベルの変動によって飢餓時の移動速度及びシナプスボタンの新生が制御されていることを見出した。次に、Dlpの作用機構を解明するためBMPシグナルに注目して解析を進めた。まず、飢餓時のNMJにおけるBMPシグナル強度を推定するため、BMPシグナル下流因子であるMadのリン酸化レベル（pMad）を免疫組織化学的に解析した。その結果、幼虫を飢餓状態に置くと、シナプス前部におけるpMadレベルが著しく増加することが明らかになった。それに対して、飢餓状態にしてもシナプスボタンの新生が起こらないDlpノックダウン個体ではpMadレベルも変化せず、Dlpが飢餓時のBMPシグナル強度を調節していることが明らかになった。また、これまでBMPリガンドの一つであるGbbがNMJ形成を制御していることが知られている。そこでGbb変異体幼虫を用いて解析したところ、意外なことに本変異体においても飢餓によってシナプスボタンの新生が誘導されることが明らかになった。このことは、経験依存型可塑性はGbb非依存性のBMPシグナリングによって制御されていることを示している。
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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
HSPGによる神経回路形成の制御機構に関して、ほぼ研究計画通りに進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
最近、ショウジョウバエNMJのシナプス前部におけるpMadレベルが、グルタミン酸受容体サブユニットGluRIIAとBMP受容体間の相互作用によって制御されていることが報告された。そこで平成３０年度は、飢餓時のNMJにおけるGluRIIAの発現レベルを、野生型及びDlpノックダウン個体で比較する。さらに、dlpとGluRIIA、並びに、dlpとBMP受容体の二重変異体を作製し、それぞれの表現型、及びpMadやGluRIIAの発現レベル等を解析することによって、これらの分子が構成する情報伝達経路の詳細を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
（理由）実験補助員の謝金及び消耗品費に関して所属機関による支援を受けたため、各約３５万円の余剰が生じた。さらに、論文投稿が遅れたため７０万円の余剰が生じた。
（使用計画）論文投稿費として７０万円、消耗品費として７０万円使用する予定である。
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