神経突起伸長・生存・分化を促進するGPR6の虚血脳における機能解析と治療への応用

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21591086
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 田中 茂 広島大学, 医歯薬学総合研究科, 助教 (20512651)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 昌泰 広島大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (20192346)
• Keywords: G蛋白質共役型受容体 / GPR3 / GPR6 / GPR12 / 脳虚血 / アポトーシス / 低酸素

Research Abstract

GPR3,GPR6,GPR12は中枢神経系に豊富に発現するG蛋白質共役型受容体(GPR)であり、恒常的にGsと結合し細胞内cAMPレベルを上昇させる非常にユニークな機能を持つ受容体である。これまでに、これら受容体の神経突起伸長やミエリン阻害との関連性や、小脳顆粒細胞の分化制御因子であることを示しており、昨年度は小脳顆粒神経細胞のアポトーシスモデルを用いて、これら受容体が神経細胞生存に関与し、さらに低酸素環境下においても神経保護効果を示すことを明らかにした。本年度はGPR3ノックアウトマウスを用いて、In vivoでのGPR3を介した神経保護作用を検討した。小脳顆粒神経細胞は生後間もなく外顆粒細胞層で盛んに増殖し、その後内顆粒細胞層へと移動し成熟した神経細胞になることが知られている。さらに、GPR3は生後7日目頃から内顆粒神経細胞層に存在する小脳顆粒神経細胞に発現が増加することが知られている。そこで、生後7日目のGPR3ノックアウトマウスと野生型マウスの小脳組織切片を作製し、抗cleaved caspase-3抗体を用いた免疫組織化学に供した。Caspase3陽性細胞はGPR3ノックアウトマウスで、内顆粒神経細胞層において、野生型マウスと比し有意に増加していた。一方で、外顆粒神経細胞層や分子層でのCaspase3陽性細胞数には両者間で有意な差はなかった。さらに、GPR3の脳虚血環境下での神経細胞保護効果を検討するために、7週齢のGPR3ノックアウトマウスと野生型マウスに一過性中大脳動脈閉塞モデルを作製し、梗塞サイズをTTC染色により解析した。GPR3ノックアウトマウスでは野生型マウスと比較して線状体を中心に梗塞サイズの拡大を認めた。これらの成果は、GPR3の神経保護効果をin vivoにおいても示すものであり、今後治療へと応用を考える上でも非常に重要な結果が得られたと考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Extracellular ATP differentially modulates Toll-like receptor 4-mediated cell survival and death of microglia. (2011)
  • Author(s): Harada K, Hide I, Seki T, Tanaka S, Nakata Y, Sakai N.
  • Journal Title: J Neurochem Volume: 116(6) Pages: 1138-47
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutant protein Kinase C gamma that couses spinocerebellar ataxia type 14 (SCA14) is selectively degraded by autophagy (2010)
  • Author(s): Yamamoto K, Seki T, Adachi N, Takahashi T, Tanaka S, Hide I, Saito N, Sakai N
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 15(5) Pages: 425-38
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of trehalose on the properties of mutant {gamma}PKC, which causes spinocerebellar ataxia type 14, in neuronal cell lines and cultured Purkinje cells. (2010)
  • Author(s): Seki T, Abe-Seki N, Kikawada T, Takahashi H, Yamamoto K, Adachi N, Tanaka S, Hide I, Saito N, Sakai N.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 285(43) Pages: 33252-64
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Congo red, an amyloid-inhibiting compound, alleviates various types of cellular dysfunction triggered by mutant protein kinase cγ that causes spinocerebellar ataxia type 14 (SCA14) by inhibiting oligomerization and aggregation. (2010)
  • Author(s): Seki T, Takahashi H, Yamamoto K, Ogawa K, Onji T, Adachi N, Tanaka S, Hide I, Saito N, Sakai N.
  • Journal Title: J Pharmacol Sci Volume: 114(2) Pages: 206-16
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Neural expression of G Protein-coupled receptors GPR3 modulates survival of cerebellar granular neurons under hypoxic conditions (2011)
  • Author(s): Tanaka S, Dohi E, Miyagi T, Seki T, Hide I, Saeki Y, Chiocca EA, Matsumoto M, Sakai N
  • Organizer: 第41回 広島神経医科学研究会
  • Place of Presentation: 広島大学 広仁会館
  • Year and Date: 2011-01-28
• [Presentation] Neural expression of G Protein-coupled receptors GPR3 modulates survival of cerebellar granular neurons under hypoxic conditions (2010)
  • Author(s): Tanaka S, Dohi E, Miyagi T, Seki T, Hide I, Saeki Y, Chiocca EA, Matsumoto M, Sakai N
  • Organizer: 2010年度 米国神経学会
  • Place of Presentation: 米国サンディエゴコンベンションセンター
  • Year and Date: 2010-11-14
• [Presentation] 神経細胞に発現するG蛋白共役型受容体GPR3の低酸素下における神経細胞生存への関与Neural expression of G Protein-coupled receptors GPR3 modulates survival of neurons under hypoxic conditions. (2010)
  • Author(s): Tanaka S, Dohi E, Miyagi T, Seki T, Hide I, Saeki Y, Chiocca EA, Matsumoto M, Sakai N
  • Organizer: 第33回日本神経科学学会総会
  • Place of Presentation: 神戸コンベンションセンター(兵庫県)
  • Year and Date: 2010-09-03
• [Presentation] 中枢神経系に発現するG蛋白共役型受容体GPR3の低酸素下における神経細胞生存への関与 (2010)
  • Author(s): 田中茂、土肥栄祐、E.Antonio Chiocca, 佐伯嘉修、松本昌泰、酒井規雄
  • Organizer: 第35回脳卒中学会総会
  • Place of Presentation: 岩手県県民会館(盛岡)
  • Year and Date: 2010-04-16
• [Remarks]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/yakuri/