2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of medical technology for neuronal regeneration by using LOTUS protein
| Project/Area Number |
17H03561
|
|---|
| Research Institution | Yokohama City University |
|---|
Principal Investigator |
竹居 光太郎 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (40202163)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | LOTUS / Nogo受容体 / 脊髄損傷モデル / 視神経障害モデル / 精製タンパク質 / 遺伝子導入 / 高親和性変異体 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、神経回路形成因子LOTUSの生理機能を利用した臨床応用可能な神経再生治療法の確立を目的とし、脊髄損傷モデルと視神経損傷モデルにおいて外来性に投与したLOTUSタンパク質製剤による治療効果を検討すること、およびLOTUSの構造解析を行って生理機能を促進する変異体を作製し、モデル動物に適用してその効能を検証する。
H29年度では、（1）脊髄損傷モデル動物における精製LOTUSリコンビナントタンパク質の外来性投与の効果を検討した。精製LOTUSリコンビナントタンパク質を患部に外来性投与し、その効果について行動学的、組織学的に検討した。損傷後5日目にLOTUSを含有した徐放剤を患部に静置し、経時的に損傷後42日まで運動歩行について解析したところ、損傷後7日目以降21日目までコントロール群に比して顕著に機能改善が見られた。その後42日目まで改善した歩行運動能は維持された。次に、（2）視神経損傷モデル動物における精製LOTUSリコンビナントタンパク質の外来性投与の効果を検討した。精製LOTUSリコンビナントタンパク質を硝子体に外来性投与し、その効果について視神経の再生状態を組織学的に検討した。損傷14日目の視神経をコレラトキシンBで可視化したところ、コントロール群に比して有意にLOTUS投与群で軸索伸長が誘起された神経再生が認められた。以上の結果から、外来性に投与した精製LOTUSリコンビナントタンパク質は神経再生を惹起し、機能改善に大きく寄与することが判明した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の平成29年度計画にある（1）「脊髄損傷モデルにおける機能回復評価」においては、ほぼ完了した。2種の行動指標における解析と、組織学的解析および生化学的解析を終え、現在論文準備中である。また、（2）「視神経損傷モデルにおける機能回復評価」においても実施予定項目は全て終了し、他の実験結果と供に論文公表した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成30-31年度計画にある以下の実験研究を開始する。1）脊髄損傷モデル動物において、精製LOTUSタンパク質投与の効果について更に傍証を得るための追加実験を行う。また、lotus遺伝子の導入実験を開始し、リコンビナントタンパク質投与と同様、またはそれ以上の機能改善効果が認められるか検討する。2）LOTUS の構造生物学的研究を行う。LOTUS は糖タンパク質であるため、タンパク質の構造解析に不向きな糖鎖修飾を一定の付加条件におく必要があり、HEK293S 細胞というN 型糖鎖を均一化する細胞株に精製用タグをN 末側に付加した全長LOTUS を発現させて大量精製する。高純度の純度の精製LOTUS タンパク質を取得し、連携研究者との共同研究で、X 線および中性子回折・散乱法によってLOTUS の構造解析を行う。上記で明らかになったLOTUS の構造から類推される機能構造体部位の各種変異体を分子生物学的に作製し、機能亢進型のNgR1 に対する高親和性“スーパーLOTUS”の作製を試みる。この変異体LOTUSを用いてNgR1 に対する結合度と拮抗作用について、COS7 細胞におけるNgR1 強制発現系、および培養神経細胞系（脊髄後根神経節細胞における成長円錐崩壊と軸索伸長）で検証する。
|
-
[Journal Article] The soluble form of LOTUS inhibits Nogo receptor-mediated signaling by interfering with the interaction between Nogo receptor type 1 and p75 neurotrophn receptor2018
Author(s)
Kawakami, Y., Kurihara, Y., Saito, Y., Fujita, Y., Yamashita, T., and Takei, K.
-
Journal Title
Journal of Neuroscience
Volume: 38
Pages: 2589-2604
Peer Reviewed
-
[Journal Article] Regulation of axonal regeneration by the level of function of endogenous Nogo receptor antagonist LOTUS2017
Author(s)
Hirokawa, T., Zou, Y., Kurihara, Y., Jiang, Z., Sakakibara, Y., Ito, H., Funakoshi, K., Kawahara, N., Goshima, Y., Strittmatter, S.M., and Takei, K.
-
Journal Title
Scientific Reports
Volume: 7
Pages: 12119
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
