ニューロン間で伝搬するマイクロＲＮＡの同定とその機能に関する基礎的研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25640019
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 沼川 忠広 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第三部, 客員研究員 (40425690)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: microRNA / 神経伝達 / 神経栄養因子

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、中枢ニューロンよりマイクロRNA（miR）が放出され、ニューロン間を伝搬する可能性を検証した。生後1-2日齢のラット脳より大脳皮質の初代培養ニューロンを作成し、血清培養を行った。その後、外来エクソソームの混入を除外するために、無血清培地（B27サプリメント）による培養維持を行った。その後、培地中に放出されたエクソソームを回収し、それに含有されるmiRの検出を試みた。BDNF（脳由来神経栄養因子）は、中枢ニューロンにおける神経伝達に重要な神経栄養因子であるが、このBDNF刺激によるエクソソーム分泌促進の可能性も検討した。ナノ粒子解析装置を用いたカウントにより、培養大脳皮質ニューロンから放出されるエクソソーム数への影響の解析を行った結果、BDNF添加による顕著な変化は観察されなかった。単離したエクソソームでは、miR-1, 9, 16, 124a, 134など、精神疾患などとの関連が報告されているmiRの有無を検討した。コントロールでは、これらのmiRの含有量は検出限界以下ではあったが、BDNF刺激後では、特異的なmiRが検出された（未発表）。これは、BDNFによるエクソソームの分泌効率や、エクソソームへのmiRの封入過程、または細胞内におけるmiRの産生増加などの可能性が考えられ、現在、検討中である。また、アストロサイトなどのグリア細胞でのmiRの動態はほとんど明らかではないが、我々は線維芽細胞増殖因子によるmiR-134の産生増加と、その機能におけるERKシグナルの重要性などに関する論文報告を行った（Numakawa et al., Biochem Biophys Res Commun. 2015,456:465-70.）。

Research Products

• [Journal Article] Basic fibroblast growth factor induces miR-134 upregulation in astrocyte for cell maturation. (2015)
  • Author(s): Numakawa T, Nakajima S, Yamamoto N, Ooshima Y, Odaka H, Hashido K, Adachi N, Kunugi H.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 456 Pages: 465-470
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.11.108.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New insight in expression, transport, and secretion of brain-derived neurotrophic factor: Implications in brain-related diseases. (2014)
  • Author(s): Adachi N, Numakawa T, Richards M, Nakajima S, Kunugi H.
  • Journal Title: World J Biol Chem. Volume: 5 Pages: 409-428
  • DOI: 10.4331/wjbc.v5.i4.409.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Possible protective action of neurotrophic factors and natural compounds against common neurodegenerative diseases. (2014)
  • Author(s): Numakawa T.
  • Journal Title: Neural Regen Res. Volume: 9 Pages: 1506-1508
  • DOI: 10.4103/1673-5374.139474.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The role of brain-derived neurotrophic factor in comorbid depression: possible linkage with steroid hormones, cytokines, and nutrition. (2014)
  • Author(s): Numakawa T, Richards M, Nakajima S, Adachi N, Furuta M, Odaka H, Kunugi H.
  • Journal Title: Front Psychiatry. Volume: 5 Pages: 136
  • DOI: 10.3389/fpsyt.2014.00136.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cabergoline, dopamine D2 receptor agonist, prevents neuronal cell death under oxidative stress via reducing excitotoxicity. (2014)
  • Author(s): Odaka H, Numakawa T, Adachi N, Ooshima Y, Nakajima S, Katanuma Y, Inoue T, Kunugi H.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 9 Pages: e99271
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0099271.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アストログリア細胞においてbFGF投与で増加したマイクロRNAの機能的役割 (2014)
  • Author(s): 沼川 忠広、中島 進吾、山本 宣子、大島 淑子、小高 陽樹、橋戸 和夫、安達 直樹、功刀 浩
  • Organizer: 第３６回日本生物学的精神医学会 第５７回日本神経化学会大会 合同年会
  • Place of Presentation: 奈良県文化会館/奈良県新公会堂（奈良県）
  • Year and Date: 2014-09-29 – 2014-10-01
• [Presentation] 経口グルコース負荷後のERKの変化 (2014)
  • Author(s): 中島 進吾、沼川 忠広、安達 直樹、功刀浩
  • Organizer: 第３６回日本生物学的精神医学会 第５７回日本神経化学会大会 合同年会
  • Place of Presentation: 奈良県文化会館/奈良県新公会堂（奈良県）
  • Year and Date: 2014-09-29 – 2014-10-01
• [Presentation] Possible of CD63 in synaptic function of rat cortical neurons. (2014)
  • Author(s): 吉村 文, 沼川忠広, 中島進吾, 安達直樹, 川又理樹, 落谷孝広, 功刀 浩, 玉井淑貴
  • Organizer: 第３６回日本生物学的精神医学会 第５７回日本神経化学会大会 合同年会
  • Place of Presentation: 奈良県文化会館/奈良県新公会堂（奈良県）
  • Year and Date: 2014-09-29 – 2014-10-01
• [Presentation] グルココルチコイドによる脳由来神経栄養因子（BDNF）の細胞内輸送制御 (2014)
  • Author(s): 安達 直樹、沼川 忠広、中島 進吾、大島 淑子、小高 陽樹、片沼 祐介、功刀 浩
  • Organizer: 第３６回日本生物学的精神医学会 第５７回日本神経化学会大会 合同年会
  • Place of Presentation: 奈良県文化会館/奈良県新公会堂（奈良県）
  • Year and Date: 2014-09-29 – 2014-10-01
• [Presentation] 培養大脳皮質ニューロンに対するカベルゴリン（ドーパミンD2受容体アゴニスト）の神経保護効果の解析 (2014)
  • Author(s): 小髙 陽樹、沼川 忠広、安達 直樹、大島 淑子、中島 進吾、片沼 佑介、井上 貴文、 功刀浩
  • Organizer: 第３６回日本生物学的精神医学会 第５７回日本神経化学会大会 合同年会
  • Place of Presentation: 奈良県文化会館/奈良県新公会堂（奈良県）
  • Year and Date: 2014-09-29 – 2014-10-01
• [Presentation] フェンサイクリジン短期曝露は大脳皮質ニューロンのBDNF mRNA発現を急速に低下させる (2014)
  • Author(s): 片沼佑介、沼川忠広、安達直樹、山本宣子、大島淑子、小高陽樹、井上貴文、功刀浩
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会 Neuroscience 2014.
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Glial miR expression following basic fibroblast growth factor application in astrocytes (2014)
  • Author(s): Yamamoto N， Numakawa T， Nakajima S, Ooshima Y, Odaka H， Hashido K， Adachi N， Kunugi H.
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会 Neuroscience 2014.
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] High fat diet-induced deficiency of prepulse inhibition in mice (2014)
  • Author(s): Wakabayashi C， Numakawa T， Ooshima Y， Hattori K， Kunugi H.
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会 Neuroscience 2014.
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Decreased release of neurotransmitter induced by BDNF in cultured cortical neurons from IUGR(intrauterine growth retardation) rats (2014)
  • Author(s): Ooshima Y， Numakawa T， Matsumoto T， Chiba S， Furuta M，Izumi A， Ninomiya-Baba M， Odaka H， Hashido K， Adachi N， Kunugi H.
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会 Neuroscience 2014.
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Influence of chronic glucocorticoid exposure on proliferation and differentiation of rat neural stem cells in vitro (2014)
  • Author(s): Odaka H, Numakawa T, Yoshimura A, Adachi N, Nakajima S, Era T, Inoue T, Kunugi H.
  • Organizer: 熊本医学・生物科学国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 熊本市医師会館（熊本県）
  • Year and Date: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [Presentation] The effect of IL-6 on expression of microRNAs in rat embryonic neural stem cells during their differentiation. (2014)
  • Author(s): Yoshimura A, Numakawa T, Odaka H, Tamai Y, Era T,
  • Organizer: 熊本医学・生物科学国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 熊本市医師会館（熊本県）
  • Year and Date: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [Presentation] The mechanisms behind deficits in BDNF function after phencyclidine exposure (2014)
  • Author(s): Adachi N, Numakawa T, Kumamaru E, Itami C, Chiba S, Iijima Y, Richards M, Katoh-Semba R, Kunugi H.
  • Organizer: CSHA/NGF2014 Joint Conference on Nerve Growth Factor and Related Neurotrophic Factors: Emerging Concepts, New Mechanism, Novel Technologies
  • Place of Presentation: Suzhou, PR China
  • Year and Date: 2014-06-23 – 2014-06-27
• [Presentation] MicroRNA induction by basic fibroblast growth factor in pure astroglial cultures. (2014)
  • Author(s): Nakajima S, Numakawa T, Yamamoto N, Yoshiko O, Odaka H, Hashido K, Adachi N, Kunugi H.
  • Organizer: CSHA/NGF2014 Joint Conference on Nerve Growth Factor and Related Neurotrophic Factors: Emerging Concepts, New Mechanism, Novel Technologies
  • Place of Presentation: Suzhou, PR China
  • Year and Date: 2014-06-23 – 2014-06-27