2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25242078
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
宮川 剛 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 教授 (10301780)
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| Project Period (FY) |
2013-10-21 – 2018-03-31
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| Keywords | 遺伝学 / 脳神経疾患 / トランスレーショナルリサーチ / バイオテクノロジー / 脳・神経 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き以下の項目を進めた。
(1) 神経の双方向性成熟度変化の分子機序解明：iDGを引き起こす必須のコモンパスウェイの検討のため、バイオインフォマティクス解析により複数の「非成熟歯状回」を示すマウス（iDGマウス）で共通して生じている分子変化を絞り込みなどを進めた。
(2) 神経成熟度を自在に制御する方法の探索と確立：部位特異的遺伝子改変による神経成熟度の制御方法の探索のため、iDG化を引き起こすことが知られているShn2遺伝子について部位・細胞種特異的（歯状回、アストログリアなど）ノックアウトマウスの作製などを進めた。各種脳領域・細胞種特異的Creマウスとfloxed-Shn2マウスの掛け合わせと繁殖などを行った。
(3) 神経細胞の双方向性成熟度変化の機能的意義の解明：Shn2 KOマウス歯状回サンプルについて3D電顕コネクトーム解析を実施したほか、上記(2)の部位特異的遺伝子改変マウスについて網羅的行動解析を行い、各部位特異的遺伝子改変の行動レベルでの影響の検討などを行った。
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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
(1) 神経の双方向性成熟度変化の分子機序解明
iDGマウスで共通して生じている分子変化を絞り込みを進めた。炎症・免疫応答関連など関連が示唆される複数の候補パウスェイを見出している。
(2) 神経成熟度を自在に制御する方法の探索と確立
Shn2遺伝子について各種脳領域・細胞種特異的Creマウスの掛け合わせと繁殖を行い、歯状回、線条体、アストロサイト特異的KOマウスを作製した。線条体、アストロサイト特異的KOマウスについては部位特異性を検証中。また、各マウスについて歯状回の成熟度を検討した。
(3) 神経細胞の双方向性成熟度変化の機能的意義の解明
Shn2 KOマウス歯状回サンプルについて3D電顕コネクトーム解析を実施し、データ解析中。上記(2)の部位特異的Shn2 KOマウスについて網羅的行動解析を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 神経の双方向性の成熟度変化の分子機序の解明：バイオインフォマティクス的解析により、複数のiDGマウスで共通して生じている分子変化を同定する。
(2) 神経成熟度を薬物や各種刺激により自在に制御する方法の探索と確立：双方向性の成熟度変化を評価できる神経細胞のin vitro培養系で候補のシグナル伝達経路に関わる分子を操作する。コアと推測されるパスウェイを、薬物やウイルスによる遺伝子導入などにより操作し、実際に成熟度を双方向性に制御できるかを調べる。薬物選択の際に用いる一つの有力な手法として、NextBioを用いることにより、各iDGマウスの脳での遺伝子変化のパターンと逆の効果をもつ薬物・化合物を網羅的に検索することができる。培養系で有効であることがわかった薬物を用いてin vivoで操作し、神経成熟度をin vivoで制御できるかを確認する。神経成熟度を自在に制御するための最適な薬物・投与法を検討する。
(3) 神経細胞の双方向性成熟度変化の機能的意義の解明：非成熟歯状回では、遺伝子発現や神経細胞の電気生理学的興奮性が大きく変化していることから、シナプス、スパイン、樹状突起などの形態的変化も生じていることが予測される。iDGマウスの脳について、3D電顕コネクトーム解析により神経細胞の形態的変化を詳細に調べる。神経成熟度の制御が可能であることが判明した薬物などを用いて、それがiDGマウスの行動レベルでの表現型を回復させることができるかどうか検討する。部位特異的遺伝子改変マウスにおいて神経成熟度の制御を部位特異的に行い、これが行動レベルでどのような効果を持つか、行動テストバッテリーを用いて網羅的に調べ、歯状回の神経成熟度が行動レベルでもつ機能的意義を解明する。
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[Journal Article] A CDC42EP4/septin-based perisynaptic glial scaffold facilitates glutamate clearance.2015
Author(s)
Ageta-Ishihara N, Yamazaki M, Konno K, Nakayama H, Abe M, Hashimoto K, Nishioka T, Kaibuchi K, Hattori S, Miyakawa T, Tanaka K, Huda F, Hirai H, Hashimoto K, Watanabe M, Sakimura K, Kinoshita M.
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 6
Pages: 10090
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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