神経活動依存的コンドロイチン硫酸プロテオグリカン発現変化と神経回路の可塑性

• 研究課題/領域番号: 16500218
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 宮田 清司 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助手 (30243124)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2004年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: プロテオグリカン / 神経 / 可塑性 / tPA / phosphacan / neurocan / バソプレッシン / perineuronal nets / コンドロイチン硫酸プロテオグリカン / オキシトシン / 脳 / Phosphacan / 細胞外マトリクス

研究概要

コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)は高度に硫酸化した糖鎖がコアタンパクに結合した複合糖タンパクである。CSPGは、腱や軟骨の構成成分として知られているが、脳では主要な細胞外マトリクスとして働いている。本研究による研究成果として以下の点を上げることができる。
1)視床下部バソプレッシン神経の形態学的可塑性において、CSPGのひとつであるphaca/RPTPbetaは神経活動依存的に発現量が変化した(Brain Res,2004)。これには、バソレッシン神経の樹状突起や終末部の分泌顆粒に存在する細胞外マトリクス分解酵素tissue plasminogen activator(tPA)の、神経活動による放出により分解されたものと考えられる(Brain Res,2005)。
2)小脳の生後発生過程におけるphosphacanの局在を調べたところ、生後10-15にごろをピークに分子層に顕著な局在が観察された。電子顕微鏡でさらに詳細を調べると、parallel fiberの細胞膜に局在していた。顆粒細胞培養系で、phosphacanの作用を調べると、軸索伸長や細胞接着を阻害した。一方、phosphacanは、軸索の束化を促進することから、phosphacan小脳の層構造形成に関与することが示唆された(Mol. & Cell. Neuorsci. 2005)。
3)CSPGは、脳の成熟とともにある特定の神経細胞群に発現が集中する。CSPGに富んだこの構造はperineuronal netsと呼ばれている。大脳の神経細胞を培養すると、グリア細胞が存在していなくても、CSPGに富んだperineuronal netsが形成されることがわかり、perineuronal netsの由来が神経細胞であることが明らかになった(Neuroscience,2005)。

研究成果

• [雑誌論文] Immobilization of diverse foreign proteins in viral polyhedra and potential application for protein microarrays. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, K., Nakazawa, H., Shimooka, A., Ishio, K., Miyata, S., et al.
  • 雑誌名: Proteomics 6 ページ: 54-66
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Sodium-level-sensitive sodium channel Nax is expressed in glia laminate processes in the sensory circumventricular organs. (2006)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, E., Hiyama, T., Shimizu, H., Kodama, R., Hayashi, N., Miyata, S., et al.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology 290 ページ: 568-576
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Immobilization of diverse foreign proteins in viral polyhedra and potential application for protein microarrays. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, K., Nakazawa, H., Shimooka, A., Miyata, S., Jarvis D.L., Hosokawa, Y., Matsumura, S., Masuhara, H., Belloncik, S., Alain, R., Nomura, N., Goshima, N., Kawai, A., Kuroita, T., Kawakami, B., Endo, Y., Morigaki, K., Mori, H.
  • 雑誌名: Proteomics 6 ページ: 54-66
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Sodium-level-sensitive sodium channel Nax is expressed in glial laminate processes in the sensory circumventricular organs. (2006)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, E., Hiyama, T., Shimizu, H., Kodama, R., Hayashi, N., Miyata, S., Yanagawa, Y., Obata, K., Noda, M.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology 290
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Neuronal expression of the chondroitin sulfate proteoglycans phosphacan and receptor-type protein-tyrosine phosphataseβ (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Miyata, S., Yamada, M., Kamei, K., Oohira, A.
  • 雑誌名: Neuroscience 131 ページ: 331-348
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Heparin structures in FGF-2-dependent morphological transformation of astrocytes (2005)
  • 著者名/発表者名: Nagayasu, T., Miyata, S., Hayashi, N., Kariya, Y., Takano, R., Kamei, K.
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research 74A ページ: 374-380
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Localization of receptor-type protein tyrosine phosphataseβ in the cerebral and hippocampal neurons of adult rats (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Oohira, A., Miyata, S.
  • 雑誌名: Brain Research 1050 ページ: 163-169
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Construction of perineuronal net-like structure of cortical neurons in culture (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyata, S., Nishimura, Y., Hayashi, N., Oohira, A.
  • 雑誌名: Neuroscience 136 ページ: 95-104
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Chondroitin sulfate proteoglycan phosphacan associates with parallel fiber and modulates axonal extension and fasciculation of cerebellar granule cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Mizusaki, M., Kamei, K., Harada, T., Miyata, S.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Neuroscience 30 ページ: 364-377
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Absorption of mulberry root urease to the hemolymph of the silkworm, Bobyx mori (2005)
  • 著者名/発表者名: Kurahashi, H., Atiwetin, P., Nagaoka, S., Miyata, S., Kitajima, S., Sugimura, Y.
  • 雑誌名: Journal of Insect Physiology 51 ページ: 1055-1061
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Matrix-degrading enzymes tissue plasminogen activator and matrix metalloprotease-3 in the hypothalamo-neurohypophysial system. (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyata, S., Nakatani, Y., Hayashi, N., Nakashima, T.
  • 雑誌名: Brain Research 1058 ページ: 1-9
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neuronal expression of the chondroitin sulfate proteoglycans phosphacan and receptor-type protein-tyrosine phosphates β. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Miyata, S., Yamada, M., Kamei, K., Oohira, A.
  • 雑誌名: Neuroscience 131 ページ: 331-348
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Heparin structures in FGF-2-dependent morphological transformation of astrocytes (2005)
  • 著者名/発表者名: Nagayasu, T., Miyata, S., Hayashi, N., Kariya, Y., Takano, R., Kamei, K
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research 74A ページ: 374-380
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Localization of receptor-type protein tyrosine phosphataseζ/β in the cerebral and hippocampal neurons of adult rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Oohira, A., Miyata, S.
  • 雑誌名: Brain Research 1050 ページ: 163-169
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Absorption of mulberry root urease to the hemolymph of the silkworm, Bombyx mori. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kurahashi, H., Atiwetin, P., Nagaoka, S., Miyata, S., Kitajima, S., Sugimura, Y.
  • 雑誌名: Journal of Insect Physiology 51 ページ: 1055-1061
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Constitution of perineuronal nets in cultured cortical neurons. (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyata, S., Nishimura, Y., Hayashi, N., Oohira, A.
  • 雑誌名: Neuroscience 136 ページ: 95-104
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Matrix-degrading enzymes tissue plasmino activator and matrix metalloprotease-3 in hypothalamo-neurohypophysial system. (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyata, S., Nakatani, Y., Hayashi, N, Nakashima T
  • 雑誌名: Brain Research 1058 ページ: 1-9
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Neuronal expression of the chondroitin sulfate proteoglycans phosphacan and receptor-type protein-tyrosine phosphatase β (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Miyata, S., Yamada, M., Kamei, K., Oohira, A.
  • 雑誌名: Neuroscience 131 ページ: 331-348
• [雑誌論文] Heparin structures in FGF-2-dependent morphological transformation of astrocytes (2005)
  • 著者名/発表者名: Nagayasu, T., Miyata, S., Hayashi, N., Kariya, Y., Takano, R, Kamei, K.
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research 74A ページ: 374-380
• [雑誌論文] Localization of receptor-type protein tyrosine phosphatase β in the Cerebral and hippocampal neurons of adult rats (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Oohira, A., Miyata, S.
  • 雑誌名: Brain Research 1050 ページ: 163-169
• [雑誌論文] Matrix-degrading enzymes tissue plasminogen activator and matrix metalloprotease-3 in the hypothalamo-neurohypophysial sytem. (2005)
  • 著者名/発表者名: Miyata, S., Nakatani, Y., Hayashi, N., Nakashima, T.
  • 雑誌名: Brain Research 1058 ページ: 1-9
• [雑誌論文] Neuronal expression of the chondroitin sulfate proteoglycans phosphacan and receptor-type protein-tyrosine phosphatase β (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashi N, Miyata S, Yamada M, Kamei K, Oohira A
  • 雑誌名: Neuroscience 131 ページ: 331-348
• [雑誌論文] Heparin structures in FGF-2-dependent morphological transformation of astrocytes (2005)
  • 著者名/発表者名: Nagayama T, Miyata S, Hayashi N, Kariya Y, Takano R, Kamei K
  • 雑誌名: Journal of Biomedical Materials Research In Press
• [雑誌論文] Activity-dependent regulation of a chondroitin sulfate proteoglycan 6B4 phosphacan/RPTPβ in the hypothalamo-neurohypophysial system (2004)
  • 著者名/発表者名: Miyata, S., Akagi, A., Hayashi, N., Watanabe, K., Oohira, A.
  • 雑誌名: Brain Research 1017 ページ: 163-171
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Attenuation of glial scar formation in the injured rat brain by heparin oligosaccharides (2004)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Miyata, S., Kariya, Y., Takano, R., Hara, S., Kamei, K.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 49 ページ: 19-27
  • NAID: 10023898743
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Activity-dependent regulation of a chondroitin sulfate proteoglycan 6B4 phosnhacan/RPTPβ in the hypothalamo-neurohypophysial system (2004)
  • 著者名/発表者名: Miyata S, Akagi A, Hayashi N, Watanabe K, Oohira A
  • 雑誌名: Brain Research 1017 ページ: 163-171
• [雑誌論文] Attention of glial scar formation in the injured rat brain by heparin oligosaccharides (2004)
  • 著者名/発表者名: Hayashi N, Miyata S, Kariya Y, Takano R, Hara S, Kamei K
  • 雑誌名: Neuroscience Research 49 ページ: 19-27
• [雑誌論文] Chondroitin sulfate proteoglycan phosphacan regulates parallel fiber pathway of developing granular neurons in the cerebellum.
  • 著者名/発表者名: Hayashi, N., Mizusaki J.M., Kamei, K., Harada, T., Miyata, S.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Neuroscience 30 ページ: 364-377
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Immobilization of diverse foreign proteins in viral polyhedra and potential application for protein microarrays.
  • 著者名/発表者名: Ikeda, K., nakazawa, H., Shimooka, A., Ishio, K., Miyata, S., et al.
  • 雑誌名: Proteomics (In press)
• [雑誌論文] Sodium-level-sensitive sodium channel Nax is expressed in glia laminate processes in the sensory circumventricular organs.
  • 著者名/発表者名: Watanabe, E., hiyama, T., Shimizu, H., Kodama, R., hayashi, N., Miyata, S., et al.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology (In press)