2021 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of Alzheimer's disease model neurons focusing on synaptic dysfunction
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19K08010
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
小金澤 紀子 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (90643114)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超解像顕微鏡 / 樹状突起スパイン / シナプス / ドレブリン / ハイスループット解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルツハイマー病は記憶障害に端を発しその後様々な認知機能障害が進行するが、その認知機能障害の程度とシナプス機能不全がよく相関することが報告されている。従って興奮性シナプスを構成する樹状突起スパインに着目したアルツハイマー病におけるシナプス機能不全の実態解明が重要である。樹状突起スパインの形態変化を担っているのがアクチン線維であり、アクチン結合タンパク質であるドレブリンと結合することでスパインは安定化する。一方ドレブリンが少なくなるとアクチン線維の重合・脱重合が促進し、記憶形成・保持に障害を来すと考えられる。アルツハイマー病脳ではドレブリン異常減少が安定なアクチン線維を減らすためシナプス機能不全を起こし、記憶障害の発症につながるのではないかと考えられる。そこで本研究では安定なスパインを構成するドレブリンに着目し、アルツハイマー病のスパインレベルでの病態を明らかにすることを目的としている。
アルツハイマー病のスパインレベルでの詳細な解析を行うためにはin vitroでの解析系を開発することが必至である。本研究では、ヒトのアルツハイマー病脳で見られるドレブリン減少の異常亢進を模すために、既存のアルツハイマー病モデルマウスとドレブリンノックアウトマウスを掛け合わせた新規モデルマウスを作成した。この新規モデルマウスから培養神経細胞を作成し、アルツハイマー病態モデル神経細胞とした。スパインレベルでの病態を明らかにするために、樹状突起スパイン内に局在するタンパク質に着目した解析を進めている。加えて、新規モデルマウスの脳組織解析も行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
アルツハイマー病の病態解明のため、これまでに多くのモデル動物が作成されており、こうした動物の脳でもヒトアルツハイマー病脳と同様にドレブリン発現量の減少は報告されている。しかしながら、モデル動物でのドレブリン発現量減少はヒトにおけるそれに比べて弱く、ヒトで見られるドレブリン減少の異常亢進とまでは言えないのが実情である。そこで本研究では既存のアルツハイマー病モデルマウスとドレブリンノックアウトマウスを掛け合わせた新たなモデルマウスを作成した。この新規モデルマウスから作成した胎仔海馬由来培養神経細胞をアルツハイマー病態モデル神経細胞としている。
スパインレベルでの病態を明らかにするために、樹状突起スパイン内に局在するタンパク質に着目している。主にドレブリンに着目し、ドレブリンの局在を指標としたシナプス機能評価法を開発し（Koganezawa et al., 2021）、モデル神経細胞の解析を進めた。また各モデルマウスの脳組織や血液におけるドレブリン含有量を検出するための抗体開発も進めている。さらにモデル動物の組織解析も進めている。また、ドレブリンの機能に着目した新たな遺伝子改変動物を作成しており、アルツハイマー病モデル動物と比較しながらの解析が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規に作成した2種類のアルツハイマー病モデルマウスを用いた解析、並びに、ドレブリンの機能に着目した新たな遺伝子改変動物の解析を継続して進め、シナプス機能不全の実態解明に取り組む。その手法としては、本研究の成果としてシナプス機能異常の検出が可能となったハイスループット解析、生化学的手法によるタンパク質発現量解析、免疫組織化学法などを用いていく。
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| Causes of Carryover |
感染症の影響、使用していた機器の故障等により実験を進められる時間が限られた。そのため、消耗品の使用頻度が減った。また、学会のオンライン化により予定していた出張費が不要となった。
今年度は実験を進める上で必要になる消耗品の購入および動物管理費に充てる予定である。
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