2022 Fiscal Year Research-status Report
細胞外足場タンパク質による神経ペプチド放出調節機序の解明
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21K19313
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
須山 成朝 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (80528414)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 神経ペプチド / シナプス可塑性 / 視床下部 / 摂食・エネルギー代謝 / AgRPニューロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
C1qファミリーに属するCbln4はシナプス前部から分泌されるNeurexin, シナプス後部に局在するデルタ型グルタミン酸受容体と三者複合体を形成し、興奮性及び抑制性シナプスの形成／維持を行うシナプス形成分子として知られている。
神経ペプチドAgouti-related peptide (AgRP) は視床下部弓状核に局在し、摂食亢進の中核を担うAgRP／NPY産生ニューロンから分泌され、満腹中枢のmelanocortin受容体を抑制することで摂食亢進に働くことが知られている。
申請者は予備検討によりAgRPニューロンの軸索終末に局在し、シナプス形成のみならず神経ペプチドAgRPの分泌制御に関わる可能性を示唆する結果を得た。そこでAgRPニューロン軸索のCbln4は神経活動や空腹状態に応じて量が変化し、AgRp分泌部位形成・維持を制御する、拡散性伝達調節分子として働くとの作業仮説を立て、神経ペプチド拡散性伝達の機能的・形態的な調節機構を解明することを目的とする。所属研究室はCbln4を含むC1qファミリー分子を第3のシナプス形成分子「細胞外足場タンパク質」として確立した。この概念を非シナプス性の拡散性伝達に拡張し、細胞外構造との相互作用による新しい神経ペプチド放出制御機序の確立を目指す。得られる知見は同じく拡散性伝達を行うモノアミン系神経伝達物質、ホルモン分泌機序の理解にも大きな貢献が期待できる。
Cbln4の局在を詳細に解析するためにHAタグを付加したCbln4を発現するHA-Cbln4 knock in mouseを作製が完了し、AgRP, プレ及びポストシナプティックニューロンとの位置関係を調べている。また、神経活動を調節するための新規Cation-channlrhodopsinを導入し、より生理的な軸索活性化の系を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予想と異なりCnln4の仲介する接着構造が神経－神経ではない可能性を示唆する結果が得られた。このため種々のグリア細胞マーカー分子との共局在を検討している。神経ペプチド放出機序のみならず、シナプス形成機序としても新しい知見が提出できる可能性があり、慎重な実験・解釈をする必要があるため進行自体は予定より遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
HA-Cbln4 knock-in mouseを用いて、AgRPニューロン軸索と投射先である視床下部室傍核（PVH)のグリア細胞との接着構造にCbln4が関わるかどうかを明らかにする。また、グリア側で発現し、Cbln4と結合しうる分子を検索する。
またAgRPニューロンにCbln4を欠損、過剰発現させた際の細胞間接着の増減、シナプス伝達の増減と摂食／代謝行動の変化を検討を行う。
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| Causes of Carryover |
当初の研究計画を見直し、動物行動実験の今年度研究計画に占める割合を減らし、免疫組織化学実験の占める割合を増やした。
その結果、諸々の消耗品費の一部を使用する必要がなくなり、当該助成金が発生した。これについては、次年度分として請求した助成金と合わせて使用 する予定である。具体的には、電気生理学的、行動学的実験に必要な動物、その飼育資材、また実験に必要な試薬等の消耗品の費用を拡充する予定である
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