2015 Fiscal Year Annual Research Report
発光イメージングを利用したＢＤＮＦ発現調節による神経精神疾患治療薬開発の基盤構築
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25870256
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
福地 守 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 助教 (40432108)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | BDNF / ルシフェラーゼ / イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、記憶・学習に代表される高次脳機能発現において根幹的な役割を果たし、様々な精神疾患との関わりも深い脳由来神経栄養因子BDNF遺伝子発現変化をホタルの発光酵素ルシフェラーゼを利用して可視化可能なトランスジェニックマウス「BDNF-Lucマウス」を用いた解析を行い、以下の研究成果を得た。
1. BDNF-Lucマウス由来大脳皮質ニューロン初代培養系を用いたin vitroイメージング：Gs/q共役型のGタンパク質共役型レセプターGPCRの活性化により、NMDA型グルタミン酸レセプターNMDARの下流で活性化されるタンパク質脱リン酸化酵素カルシニューリンの経路が選択的に増強され、転写因子CREBのコアクチベーターCRTC1の核移行を介してBDNF遺伝子発現が効率よく誘導されることを新たに見出した。
2. BDNF-Lucマウス由来大脳皮質ニューロン初代培養系を利用したBDNF遺伝子発現誘導剤のスクリーニング：96ウェルフォーマットを用いて、神経細胞においてBDNF遺伝子発現を活性化させる薬剤を迅速・簡便に検索可能な多検体スクリーニング法を構築した。この方法を用いて、BDNF遺伝子発現を誘導する化合物や薬剤だけでなく生薬などの伝統医薬品を同定することに成功した。
3. 生体BDNF-Lucマウスを用いたin vivoイメージング：BDNF遺伝子発現を顕著に誘導するカイニン酸投与後のBDNF-Lucマウスの頭部の発光変化をin vivoイメージングにより測定した。しかし、ルシフェリンを用いた場合に得られる発光は、組織透過性が悪く、主に脳の表面である大脳皮質由来の発光は検出されるものの、海馬など脳の深部由来の発光の検出は困難であることが示された。一方、マウスの体重増加と脂肪組織におけるBDNF遺伝子発現に高い相関性がある可能性をin vivoイメージングにより明らかにした。
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[Journal Article] Neuromodulatory effect of Gαs- or Gαq-coupled G-protein-coupled receptor on NMDA receptor selectively activates the NMDA receptor/Ca2+/calcineurin/cAMP response element-binding protein-regulated transcriptional coactivator 1 pathway to effectively induce brain-derived neurotrophic factor expression in neurons.2015
Author(s)
Fukuchi M, Tabuchi A, Kuwana Y, Watanabe S, Inoue M, Takasaki I, Izumi H, Tanaka A, Inoue R, Mori H, Komatsu H, Takemori H, Okuno H, Bito H, Tsuda M.
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Journal Title
The Journal of Neuroscience
Volume: 35
Pages: 5606-5624
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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