2016 Fiscal Year Research-status Report

神経回路形成及び高次脳機能におけるセマフォリンの機能解析

Research Project

Project/Area Number	16K08447
Research Institution	Sapporo Medical University
Principal Investigator	谷口雅彦札幌医科大学, 医学部, 准教授 (70260346)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	軸索ガイダンス / 脳神経系 / ノックアウトマウス / 神経回路 / 高次脳機能
Outline of Annual Research Achievements	複雑な脳神経系において機能的な神経回路が形成されるためには、標的細胞への神経軸索の正確な投射が必須である。この過程を制御する分子として軸索ガイダンス分子が存在し、セマフォリン、スリット、エフリン、ネトリンが同定されている。これらの分子がどのように神経回路形成に関与しているかという分子機構はまだあまり研究が進んでいない。主として反発性軸索ガイダンス分子として機能するセマフォリンに注目して研究を進めている。本研究の目的は、神経回路形成及び高次脳機能におけるセマフォリンの機能を解明することである。セマフォリンは当初反発性軸索ガイダンス分子として同定され、神経系での研究が進んできた。その後の研究によりセマフォリンは約30種類同定されており、セマフォリンはウイルスからヒトに至るまでの生物に存在し、細胞膜結合型と分泌型に分けられ、構造の違いにより８種類のクラスに分類される。以前マウスにおいて新規セマフォリン分子(Sema3G)のクローニングに成功した。現在はSema3Gに注目して、研究を進めている。Sema3Gは解析がまだほとんど進んでいない。Sema3Gは成体脳において小脳の顆粒細胞層と海馬に発現している。Sema3Gの機能解析が本研究における最大の目的である。Sema3Gの機能解析を行うためにノックアウトマウスを作成した。現在はノックアウトマウスを使用した形態学的解析と行動学的解析を行っている。形態学的解析では抗体を使用した染色を海馬と小脳に対して行ったが、現在の所顕著な異常はまだ認められないので、種類を増やして解析を続けているところである。行動解析に関しては、現在解析中であるが、少し変化は見られるが全体的にはまだ何も言えない状況である。引き続き行っている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 神経回路形成及び高次脳機能におけるセマフォリン（特にSema3G）の機能を解明することを目的としている。Sema3Gのノックアウトマウスはすでに作成に成功している。このマウスにはLacZ遺伝子が挿入してあるので、X-Gal染色によりSema3Gの発現を簡単に見ることができる。このマウスを用いてSema3Gの発現を詳細に解析した。その後、形態学的解析と行動学的解析を中心にノックアウトマウスの解析を進めている。行動解析には多くのオスのマウスが必要なのだが、それを増やすのに予想より時間が掛かったが、現在は特に問題なく行動解析を進めている。このようにほぼ順調に研究は進展している。
Strategy for Future Research Activity	今後も今までと同様にセマフォリンの機能解析を進めていくが、最大の目的はノックアウトマウスを使用した形態学的解析と行動学的解析だか、今後は培養系も使用したシグナル伝達の解析も進めていきたい。形態学的解析に関しては解析方法が多く存在するので、様々な方法を試していきたいと考えている。これらの解析により神経系におけるセマフォリンの機能を明らかにして、高次脳機能や神経疾患治療に有益な成果も得たい。
Causes of Carryover	形態学的解析に使用した抗体が計画より少し安かったのと出張が予想より少なかったために次年度使用額が生じた。
Expenditure Plan for Carryover Budget	申請書に記載した計画通りに研究を進める予定である。具体的には、形態学的解析、行動学的解析、シグナル伝達解析である。これらの解析で生化学実験試薬、プラスチック器具、マウスなどを使用するので、これらに研究費を使用する。また、本年度は出張の回数が多くなると考えられる。