2019 Fiscal Year Annual Research Report
Engineering neuronal circuits by artificial synapse organizers
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18K19380
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
鈴木 邦道 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (10713703)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | シナプス / C1q / 脊髄損傷 / AMPA受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では任意のシナプスを接続させる人工的シナプスオーガナイザーを開発し、神経接続の欠失により引き起こされる疾患への治療応用を目指している。課題１の新規デザインについて、NPTXファミリー、補体C1qおよびグルタミン受容体に対するナノボディを標的とし、その性状機能解析を行った。NPTXファミリーについては、作成した欠損マウスの解析を進め、各分子の回路特異性・協調性が明らかになりつつある。補体C1qの受容体に関して、糖鎖との相互作用が見いだされ、その特異性などについて検証した。コンドロイチン硫酸グリコサミノグリカン（CS-GAG）との相互作用が示唆され、直接の相互作用を検出するため天然および人工合成CS-GAGによる結合解析を行ったところ、2糖当たりの硫酸化度が高いほど強い結合を示すこと、安定した結合には6糖以上が必要であることなどが明らかになった。さらにアルツハイマー病(AD)との関係性を明らかにするため、ADモデルマウスとC1q欠損および糖鎖合成酵素欠損マウスを交配させ、アミロイド線維沈着などを検証したが、初期の沈着についてはC1qや糖鎖による影響はなく、さらなる加齢時での検討の必要性が見出された。ナノボディを用いた設計に関し、生理活性を変化させず強い結合を示すものが選別され、機能拡張用システイン変異を導入し、機能保持の検証と新規デザインが進行中である。課題２の機能検証・疾患モデルマウスについて、初代人工シナプスコネクターのさらなる機能検証・疾患応用を試みた。電子顕微鏡を用いた解析ではAMPARを樹状突起シャフトに強く集積させる機能があることが見いだされた。疾患応用では2種類の脊髄損傷モデル(hemisection, contusion)においてコネクターの投与は運動機能を早期に回復させ、脊髄における興奮性介在シナプス接続を増加させることが新たに見出された。
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