2012 Fiscal Year Research-status Report
神経栄養因子ニューレグリン１の神経伝達物質依存的な切断・放出とその生理的意義
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24700375
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
岩倉 百合子 新潟大学, 脳研究所, 助教 (40452081)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 神経細胞 / ニューレグリン１ / グルタミン酸受容体 / メタロプロテアーゼ |
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| Research Abstract |
H24年度は(1)NRG1放出に対するグルタミン酸受容体の影響、(2)NRG1のシェディングメカニズムの２点について研究を進めた。
(1)予備実験より、ラット大脳皮質培養神経細胞をグルタミン酸で刺激すると、培養上清へのNRG1放出の上昇がみられる。そこで、グルタミン酸受容体サブタイプの各種アゴニストでこの培養神経細胞を刺激し、関与する受容体サブタイプの同定を試みた。その結果、特にNMDA受容体アゴニスト刺激により、グルタミン酸刺激と同様に培養上清へのNRG1の放出上昇が見られた。NMDA受容体アゴニスト及びグルタミン酸刺激によるNRG1放出上昇は、グルタミン酸受容体アンタゴニストやメタロプロテアーゼ(TACE)阻害剤、Cキナーゼ（PKC）阻害剤処理により阻害された。また、このようなグルタミン酸受容体の活性化によるNRG1の放出上昇は、ラット大脳皮質培養グリア細胞では観察されなかった。
(2)タグ付きNRG1サブタイプ（NRG1-typeI, typeII, typeIII）をラット大脳皮質培養神経細胞に遺伝子導入すると、グルタミン酸受容体刺激により、NRG1-typeIIの培養上清への放出増加が見られた。しかしながら、NRG1-typeI, typeIIIではそのような放出の増加はみられなかった。また、TACEの合成基質を用いて、培養神経細胞におけるプロテアーゼ活性測定を行った。NMDA及びグルタミン酸刺激後の培養神経細胞では、プロテアーゼ活性の上昇がみられ、その効果はグルタミン酸受容体アンタゴニストやPKC阻害剤処理により阻害された。
上記の結果から、グルタミン酸受容体の活性化に伴い、NRG1-typeIIのシェディングが促進される事、そのシェディングはPKCの活性化を通じてメタロプロテアーゼであるTACEにより行われる事が示唆された。
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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
H24年度は、グルタミン酸受容体アゴニストやアンタゴニスト、プロテアーゼ阻害剤等、各種の刺激によるELISA測定や酵素活性測定等を実施できた。そのため、本研究仮説である「グルタミン酸受容体の活性化によるNRG1シェディング促進」の検証はできたと考えている。
しかしながら、シェディング酵素のsiRNA導入実験や細胞内局在の検討については、予備実験等進めているが、十分なデータを取るところまでは到達できていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
H24年度の研究結果から、このようなグルタミン酸受容体活性化によるシェディングの促進は、神経細胞の表面で起こっていると考えられる。しかしながら、NRGのシェディングは細胞表面だけでなく細胞内小器官でも行われている可能性がある。そのため、免疫染色等によりシェディング酵素やNRG1の細胞内局在を確認し、シェディング促進の場がどこであるかを実証する。
また、グルタミン酸受容体の活性化によるNRG1の放出が主にNRG1-typeIIであることが明らかになった。そのため、次年度で計画していた神経細胞での生存・発達効果についてはこのNRG1-typeIIを主に検証し、グルタミン酸受容体の活性化によるNRG1-typeIIの放出が、神経細胞に対してどのような生理作用をもたらすのかを明らかにする。さらに、これらNRG1スプライスバリアントを用いた実験では、typeIIの放出調節だけでなく、従来は膜貫通型で作用すると考えられていたtypeIII（SMDF）で、切断ないしは遊離による放出の可能性が見られた。H25年度は、その仮説についても検討を加えたい。
以上の実験結果をふまえ、余裕があれば、in vivoでの大脳皮質神経細胞における検証実験にも取り組みたい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
H24年度の研究費からは次年度への繰り越し分が発生しているが、これは、NRG1シェディング促進の場を確認する為の実験（シェディング酵素やNRG1の細胞内局在等）に引き続き使用する。また、神経細胞への生存・発達効果に関してはNRG1-typeIIを主に検討し、NRG1-typeIII（SMDF）に関しては、免疫化学的方法や分子生物学的方法を用いてその分泌・放出の裏付けをとる。
その後、余裕があれば、NRG1のin vivoでの大脳皮質神経細胞に対する栄養因子活性についての実験にも取り組みたい。
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Research Products
(2 results)
