2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K07127
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| Research Institution | National Center for Child Health and Development |
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Principal Investigator |
宮本 幸 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 薬剤治療研究部, 研究員 (50425708)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ミエリン / グリア細胞 / 共培養 / ミエリン変性症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、グリア細胞の発生時期特異的に発現している分子をmRNAアレイ解析などを用いて、探索を行った。その結果、これまでに報告のなかった細胞内シグナル伝達経路の中心で働くヌクレオチド交換因子BIG1が高発現していることを見いだした。そこで、本年度は、その分子がグリア細胞のミエリン発生過程の制御にどのように関与しているか、in vivo、in vitroの両面から解析を行った。
低分子量GTP結合タンパク質のArf1は、細胞内のタンパク質輸送に深く関与する分子である。ミエリン形成時のグリア細胞内ではミエリン膜を構成するタンパク質の合成や輸送が活発に行われていることは、想像に難くない事であったが、ミエリン形成時にArf1がどのような機能を果たしているかは長い間不明のままであった。
申請者らが昨年度までに明らかにしたミエリン形成時に高発現するBIG1は、Arf1の活性を制御するヌクレオチド交換因子である。はじめに申請者らはグリア細胞特異的なBIG1のノックアウトマウスを作製した。BIG1ノックアウトマウスは、野生型と比較してミエリン膜の厚さが薄くなっており、特にミエリン形成初期にその表現型が強く現れた。さらに、BIG1ノックアウトマウスでは、ミエリン膜の材料となるタンパク質や脂質のゴルジ体から細胞膜近傍への輸送が著しく阻害されていた。次に、BIG1によって活性制御を受けているArf1に関しても同様にノックアウトマウスを作製し、ミエリン形成時に及ぼす影響を解析した。その結果、BIG1ノックアウトマウスで観察された薄いミエリン膜、およびミエリン膜形成タンパク質の輸送阻害が確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は、ミエリン発生の分子メカニズムの解明において、マイクロアレイ解析によりグリア細胞の発生期に特異的に発現しているシグナル分子を同定に成功した。そのシグナル分子は、細胞内シグナル伝達経路において、シグナルスイッチのオンオフを制御に関与する非常に重要な分子であった。その後、この分子を標的とした遺伝子改変マウスの作製し、詳細な解析を進める事ができた。以上より、当該年度は当初の計画に沿って、概ね順調に推移していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、本年度明らかとなったシグナル分子のさらに上流、また下流に介在するシグナル分子を明らかにすることで、ミエリン形成時のシグナル経路の全貌が明らかとし、それらの結果を応用することで、再ミエリン化や神経再生過程の分子基盤の解明へと発展させていく予定である。
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| Causes of Carryover |
マイクロアレイ解析によって同定されたシグナル分子を標的とする遺伝子改変マウス作製費用や、実験に使用するマウスの数などを最小限に抑えたため、それらの維持にかかる費用を削減することができた。また、人件費に関しては、研究補助員が年度途中で退職したため、その費用が削減された。
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