2021 Fiscal Year Research-status Report
軸索起始部に着目した神経可塑性に関わる新規分子機構
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20K06855
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
吉村 武 大阪大学, 連合小児発達学研究科, 講師 (60402567)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
臼井 紀好 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (00784076)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 神経細胞 / 軸索起始部 / 細胞骨格 / Ankyrin-G / リン酸化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳は経験や加齢、病気などにより絶えず構造や機能が変化する。この性質は可塑性と呼ばれ、シナプス可塑性は長らく脚光を浴びてきた。神経軸索の根元は軸索起始部と呼ばれ、軸索と細胞体/樹状突起の架け橋である高度に特殊化された区画である。軸索起始部は活動電位発生と神経極性維持という主に２つの機能を担う。最近、新規の神経可塑性として軸索起始部の構造が可塑的であると報告された。この発表以降、軸索起始部は神経活動や病気などに応答して長さが変化することが明らかになりつつある。しかし、どのような分子機構で軸索起始部の長さが変化するのかは理解されていない。申請者は、軸索起始部の細胞骨格分子Ankyrin-Gがリン酸化制御されていることを見出した。本研究の目的は、Ankyrin-Gのリン酸化を足がかりにして軸索起始部に特有な細胞骨格を制御する分子機構を解き明かすことで神経可塑性の新規分子機構を明らかにすることである。
2021年度は、自閉スペクトラム症や注意欠如・多動症のような行動を示すモデル動物において、神経細胞の軸索起始部の長さが変化していることを発見し、論文として報告した。この長さの変化はマウスとラットで同様に観察されることから、動物種を超えて見られる現象と考えられる。Cdk5によるAnkyrin-Gのリン酸化部位を特異的に認識する抗体を作製中であり、自閉スペクトラム症や注意欠如・多動症のような行動を示すモデル動物の脳およびこの抗体を用いてAnkyrin-Gのリン酸化がいつ、どこで、どの程度起こるのか調べる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年度中に、自閉スペクトラム症や注意欠如・多動症のような行動を示すモデル動物において、神経細胞の軸索起始部の長さが変化していることを発見し、論文として報告できた。故に、本研究は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ankyrin-Gのリン酸化部位特異的抗体と自閉スペクトラム症や注意欠如・多動症のような行動を示すモデル動物を用いて、Ankyrin-Gのリン酸化がいつ、どこで、どの程度起こるのか調べる。Ankyrin-Gのリン酸化模倣変異体または非リン酸化型変異体を用いて既知の結合分子とのin vitro結合実験を行い、リン酸化がAnkyrin-Gと相互作用分子の結合に与える影響を測定する。非リン酸化型Ankyrin-G変異体を発現する遺伝子改変マウスを作製し、Ankyrin-Gのリン酸化が軸索起始部構造の形成に必須であることを証明する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の影響で、国際共同研究が難しくなったり学会がWeb開催になったため、全体として計画にずれが生じた。次にAnkyrin-Gのリン酸化の生理的意義の解析を行う予定である。
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