2015 Fiscal Year Research-status Report
神経再生におけるcellular Factor XIII 活性化機構の解明
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26350958
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
杉谷 加代 金沢大学, 保健学系, 助教 (20162258)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北村 敬一郎 金沢大学, 保健学系, 教授 (80283117)
郡山 恵樹 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 准教授 (70397199)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Factor XIII-A / activation peptide / optioc nerve / retina / zebrafish / transglutaminase / regeneration / neurite outgrowth |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Factor XIII(FXIII)は、血液凝固の最終段階で働いてフィブリンを重合するタンパク架橋酵素、トランスグルタミナーゼファミリーの一つとして知られる。このFXIIIの酵素活性を担うAサブユニット(FXIII-A）は、血液凝固作用だけでなく神経のダメージを修復する過程においても酵素が活性化することが、金魚を用いた実験で確認された。
FXIII-A活性化のメカニズムを検索するため、ゼブラフィッシュの視神経および網膜を中心とした視覚系中枢神経組織を用いた。それは、ゼブラフィッシュは遺伝子のデータベースの構築が最も進んだ実験動物の一つであることに加え、実験的に魚類の視神経を損傷させると自発的なFXIII-Aの活性化が網膜および視神経で起こるからである。視神経損傷後、経時的に網膜、視神経、視蓋の組織を摘出し、total RNAを抽出して、FXIII-Aの発現変化をリアルタイムPCRで調べた。酵素活性中心をコードする部分については、網膜・視神経ともに、視神経損傷後3日以内にmRNAが上昇することが確認された。一方、トロンビン存在下で切り出されるActivation peptides をコードする領域について、FAMプローブを設計し、同様にリアルタイムPCRで検索したところ、視神経損傷前よりmRNA発現が約半分に減少していることが確認された。網膜・視神経組織におけるトロンビンの発現は認められなかったことから、トロンビンの関与しない、non-proteolytic なFXIII-Aの活性化が神経組織では起こっており、転写・翻訳レベルでの調節機構が存在することが示唆された。
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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
ゼブラフィッシュの視神経損傷モデルを使用することにより、FXIII-Aが網膜および視神経の両方でFXIII-Aの発現が視神経損傷後早期の段階で著明に増加することが確認できた。その際、酵素の活性化は、FXIII-Aのアミノ酸配列のうち、activation peptide としてトロンビンで切り出される部位が転写・翻訳の段階で抑制され、最初から活性化タイプのFXIII-Aが損傷網膜および視神経で発現することが明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゼブラフィッシュの視神経は損傷後も完全に修復し、機能回復の見られることがわかっている。この視神経修復過程では、FXIII-Aの他、細胞生存に関わる分子や山中ファクターとして知られるsox２, c-Myc, KLF4などの転写因子など、多数の再生関連分子の発現が同時期に観察される。これらの分子との相互関係などについて、今後さらに検討を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
ほぼ計画的に予算執行を行ったつもりであったが、当該年度予算の数％を繰り越す形となった。これは、年度末のセールで通常より試薬キットを安く購入したための+誤差であり、次年度有効に使用する予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
FXIII-A遺伝子発現の中枢神経損傷における生理的意義について、他の創傷治癒に関与する分子との関わりも含め、検討を行う予定である。
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