シナプス病態に関わるPACAPによるスパイン動態制御機構の解析

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25460100
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 早田 敦子 大阪大学, 連合小児発達学研究科, 助教 (70390812)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: シナプス病態 / PACAP / 精神疾患 / 樹状突起スパイン / 初代培養神経細胞

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、シナプス病態を反映するPACAP欠損マウスやイメージングシステムを用いてスパインの動態や機能制御する機構に着目し、スパイン上でのPACAPシグナルやセロトニン (5-HT) 受容体との相互作用の役割を解析し、精神疾患発症・病態の分子基盤の理解や新規創薬ターゲットとしての有用性を探ることを目的とする。最終年度は、研究実施計画に基づき主に以下の成果を得た。
A)スパイン形成に関わるPACAPシグナルパスウェイ解析
miR-132の標的因子のうち、マウス神経細胞にて発現が認められている8つの遺伝子についてPACAPによる発現変化を解析した。その結果、p250GAPのみならず、MeCP2とDPYSL3についても、PACAPにより有意に発現量の低下が認められた。また、スパイン形成は、miR-132発現抑制作用を持つmiR-132 spongeにより抑制され、PACAPによるp250GAPのmRNAの発現減少もmiR-132spongeにより部分的に回復することが明らかになった。
B)PACAP欠損マウスの初代培養神経細胞を用いた検討
PACAPによるスパイン形成促進作用にmiR-132の関与が示唆されたため、PACAP/miR-132シグナルは、PACAP遺伝子欠損マウス由来の初代培養神経細胞におけるスパイン密度の減少にも関与している可能性が考えられる。そこで、miR-132のレンチウイルスを作製し、PACAP欠損マウスの初代培養神経細胞に強制発現させた。その結果、PACAP遺伝子欠損マウス由来の初代培養神経細胞におけるスパイン密度の減少が一部改善されることが明らかになった。このことは、 miR-132の発現減少がPACAP遺伝子欠損マウスの初代培養海馬神経細胞における総スパイン密度とPSD-95陽性スパイン密度の低下に関与することを示唆すると共に、PACAPがスパインの形成と成熟に関与することを裏付けるものであると考えられる。

Research Products

• [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学ロサンゼルス校(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: カリフォルニア大学ロサンゼルス校
• [Journal Article] Whole-exome sequencing and neurite outgrowth analysis in autism spectrum disorder (2016)
  • Author(s): Hashimoto R, Nakazawa T, Tsurusaki Y, Yasuda Y, Nagayasu K, Matsumura K, Kawashima H, Yamamori H, Fujimoto M, Ohi K, Umeda-Yano S, Fukunaga M, Fujino H, Kasai A, Hayata-Takano A, Shintani N, Takeda M, Matsumoto N, Hashimoto H.
  • Journal Title: J Hum Genet. Volume: 61(3) Pages: 199-206
  • DOI: 10.1038/jhg.2015.141
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Atomoxetine reverses locomotor hyperactivity, impaired novel object recognition, and prepulse inhibition impairment in mice lacking pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (2015)
  • Author(s): Shibasaki Y, Hayata-Takano A, Hazama K, Nakazawa T, Shintani N, Kasai A, Nagayasu K, Hashimoto R, Tanida M, Katayama T, Matsuzaki S, Yamada K, Taniike M, Onaka Y, Ago Y, Waschek JA, Koves K, Reglodi D, Tamas A, Matsuda T, Baba A, Hashimoto H.
  • Journal Title: Neuroscience Volume: 297 Pages: 95-104
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2015.03.062
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] p13 overexpression in pancreatic β-cells ameliorates type 2 diabetes in high-fat-fed mice (2015)
  • Author(s): Higashi S, Katagi K, Shintani N, Ikeda K, Sugimoto Y, Tsuchiya S, Inoue N, Tanaka S, Koumoto M, Kasai A, Nakazawa T, Hayata-Takano A, Hamagami K, Tomimoto S, Yoshida T, Ohkubo T, Nagayasu K, Ago Y, Onaka Y, Hashimoto R, Ichikawa A, Baba A, Hashimoto H.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 461(4) Pages: 612-617
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.04.074
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparative gene expression profiles in pancreatic islets associated with agouti yellow mutation and PACAP overexpression in mice (2015)
  • Author(s): Ikeda K, Tomimoto S, Tsuchiya S, Hamagami K, Shintani N, Sugimoto Y, Ichikawa A, Kasai A, Nakazawa T, Nagayasu K, Hayata-Takano A, Baba A, Hashimoto H
  • Journal Title: Biochemistry and Biophysics Reports Volume: 2 Pages: 179-183
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2015.06.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PACAPシグナルによる精神神経機能調節におけるセロトニン2A受容体シグナルの関与 (2015)
  • Author(s): Hayata A, Hazama K, Moriguchi K, Ago Y, Encho N, Nakazawa T, Nagayasu K, Kasai A, Onaka Y, Shintani N, Baba A, Hashimoto H.
  • Journal Title: 日本神経精神薬理学雑誌 Volume: 35(2) Pages: 55-56
• [Presentation] マウス新生仔期VPAC2受容体活性化による感覚情報処理機能の障害 (2016)
  • Author(s): 吾郷 由希夫, Michael Condero, 早田 敦子, 河内 琢也, 橋本 均, James Waschek
  • Organizer: 日本薬学会大36年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川・横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-26 – 2016-03-29
• [Presentation] 成熟雄性マウスの行動表現型ならびにシナプス関連たんぱく質発現に対するVPAC2受容体活性化の影響 (2016)
  • Author(s): 吾郷 由希夫, Michael Condero, 早田 敦子, 河内 琢也, 橋本 均, James Waschek
  • Organizer: 第89回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川・横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-09 – 2016-03-11
• [Presentation] セロトニン神経機能に関わる遺伝子発現に対するmiRNAの作用 (2015)
  • Author(s): 大住 康晃, 永安 一樹, 笠井 淳司, 木本 早紀, 尾中 勇祐, 早田 敦子, 中澤 敬信,新谷 紀人, 橋本 均
  • Organizer: 第128回日本薬理学会近畿部会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター（大阪・豊中市）
  • Year and Date: 2015-11-20 – 2015-11-20
• [Presentation] Practical optimization of in situ hybridization procedure for the detection of microRNAs and mRNA expression in brain tissues (2015)
  • Author(s): Kasai A, Kakihara S, Okada R, Hazama K, Nakazawa T, Nagayasu K, Hayata-Takano A, Shintani N, Hashimoto H.
  • Organizer: Neuroscience 2015
  • Place of Presentation: シカゴ（アメリカ）
  • Year and Date: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] miRNAを介したPACAPによる樹状突起スパイン形成機構 (2015)
  • Author(s): 加茂 俊彦, 早田 敦子, 勢力 薫, 尾形 勝弥, 中澤 敬信, 永安 一樹, 笠井 淳司, 新谷 紀人, 橋本 均
  • Organizer: 第45回日本神経精神薬理学会・第37回日本生物学的精神医学会合同年会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京・江戸川区）
  • Year and Date: 2015-09-24 – 2015-09-26
• [Presentation] Overactivation of the VPAC2 receptor during postnatal brain maturation induces changes in synaptic proteins and selective alterations in prepulse inhibition in mice (2015)
  • Author(s): Ago Y, Hayata A, Kawanai T, Hashimoto H, Waschek J.
  • Organizer: 12th International Symposium on VIP/PACAP and Related Peptide
  • Place of Presentation: カッパドキア（トルコ）
  • Year and Date: 2015-09-21 – 2015-09-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Roles of PACAP in depression-like behavior (2015)
  • Author(s): Hashimoto H, Shintani N, Ago Y, Hayata-Takano A, Waschek J, Baba A.
  • Organizer: 12th International Symposium on VIP/PACAP and Related Peptide
  • Place of Presentation: カッパドキア（トルコ）
  • Year and Date: 2015-09-21 – 2015-09-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Overactivation of the VPAC2 receptor during postnatal brain maturation induces changes in synaptic proteins and selective alterations in prepulse inhibition in mice (2015)
  • Author(s): 吾郷 由希夫, 早田 敦子, 河内 琢也, 尾中 勇祐, 橋本 均, James Waschek.
  • Organizer: 第58回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティ（埼玉・大宮）
  • Year and Date: 2015-09-11 – 2015-09-13
• [Remarks] 大阪大学大学院 薬学研究科 神経薬理学分野
  • URL: http://molpharm.umin.jp/index.html
• [Remarks] 大阪大学大学院 連合小児発達学研究科 付属 子どものこころの分子統御機構研究センター
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/kokoro/top.htm