The functional analysis of semaphorin in the neural network formation and higher brain function.

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K07249
• 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): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 脳神経系 / 神経発生 / 行動解析

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要である。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する。しかし、神経回路形成の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。セマフォリンは神経系以外でも免疫系、癌発生、血管形成、骨形成等に関与しており、創薬のターゲット分子となり得る分子である。
以前マウスにおいて新規セマフォリンであるSema3Gのクローニングに成功した。現在は、特にSema3Gに注目して研究を進めている。Sema3Gは神経系の研究がほとんど進んでいない。Sema3Gは成体脳において主に小脳の顆粒細胞層と海馬に発現している。Sema3Gの脳神経系における機能解析が本研究課題の最大の目的である。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て形態学的解析と行動学的解析を主に行っている。行動解析に関しては計画していた18種類の実験は終わり、興味深い成果が得られたところである。現在、行動解析についての論文を投稿しようとしている。形態学的解析では様々な抗体（15種類）を使用した解析を海馬と小脳に対して行った。小脳においては差が明らかなものはなかったが、海馬において染色像に差がある分子（抗体）の同定に成功したところである。また、HE染色でも変異が認められた。その分子が行動解析の結果を説明できる分子であるかどうかを現在解析している。さらに、ノックアウトマウスはストレスに弱い可能性があるというデータも出てきており、詳細な解析を行っている。