2014 Fiscal Year Research-status Report
神経回路形成におけるコンドロイチン硫酸とヘパラン硫酸の対立的機能のメカニズム
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25430081
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
前田 信明 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, プロジェクトリーダー (90202308)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神村 圭亮 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 主席研究員 (30529524)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | グリピカン / ヘパラン硫酸 / 神経回路 / プロテオグリカン / 神経筋接合部 / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンドロイチン硫酸プロテオグリカンとヘパラン硫酸プロテオグリカンは細胞表層および細胞外基質の主成分であり、互いに協調して様々な細胞情報伝達を制御していると考えられている。しかしながら、その詳細な分子機構は明らかになっていない。本研究課題では、マウス大脳皮質およびショウジョウバエ神経筋接合部における神経回路形成に注目して、これらのプロテオグリカンの機能とその分子機構を明らかにすることを目指している。
ショウジョウバエ幼虫は、飢餓状態に陥ると新たな餌を求めて活発に移動するようになるが、それに伴って、神経筋接合部におけるシナプス終末の数が増加する。本年度は、このような神経筋接合部の可塑的変化におけるヘパラン硫酸プロテオグリカンの機能を解析した。その結果、ショウジョウバエ３齢幼虫を飢餓状態にさらすと、GPIアンカー型のヘパラン硫酸プロテオグリカンであるグリピカンの発現が、神経筋接合部において顕著に増大することを見出した。さらに、グリピカンをノックダウンすると、飢餓によるシナプス終末の増加が抑制されることが明らかになった。これらのことは、グリピカンが神経筋接合部におけるシナプス可塑性の制御に極めて重要な役割を果たしていることを示している。今後、神経筋接合部において、グリピカンがどのような分子と相互作用しているのかを明らかにすることによって、ヘパラン硫酸プロテオグリカンによる神経可塑性の調節機構を明らかにしていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、ショウジョウバエ神経筋接合部におけるヘパラン硫酸プロテオグリカンの機能解析を集中的に行ったため、コンドロイチン硫酸プロテオグリカンに関する研究に遅れが生じた。来年度は、マウス大脳皮質形成におけるコンドロイチン硫酸プロテオグリカンおよびヘパラン硫酸プロテオグリカンの機能解析に力を入れる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでショウジョウバエ神経筋接合部におけるヘパラン硫酸プロテオグリカン結合蛋白質を網羅的に検索し、新規結合蛋白質候補を多数見出している。一方、本年度は、グリピカンによるシナプス可塑性の新たな調節機構を見出した。今後、これらのヘパラン硫酸結合蛋白質候補がグリピカンと結合してシナプス可塑性を調節する可能性を検討する。さらに、上述のようにマウスモデルを用いた解析も重点的に推進する予定である。
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| Causes of Carryover |
設備備品として購入予定だった薬用冷蔵ショーケースは、本研究所他部門より譲り受けることができたため購入せず、約６０万円の余剰が生じた。また、論文投稿料および論文別刷り費が不要となったため約５０万円の余剰が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品費として約１５０万円（試薬類、実験器具）、実験動物購入費として約３０万円、その他（論文投稿費等）に約５０万円用いる。
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