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in vivoに適用可能な神経伝達物質受容体の直交的な活性制御法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18J22952
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ケミカルバイオロジー
研究機関京都大学

研究代表者

小島 憲人  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードグルタミン酸受容体 / ケモジェネティクス / 配位化学 / 阻害 / ケージド
研究実績の概要

ケモジェネティクス法は、人工受容体を特定の細胞に発現させて人工受容体選択的な合成リガンドを作用させることで生物個体における特定の細胞の活性を制御できるため神経回路研究において有用な手法である。しかし、従来のケモジェネティクス法では人工受容体を強制発現させる必要があり、実際の中枢神経系における受容体の局在や機能を反映していない。そこで、我々は、遺伝子工学と配位化学を組み合わせて内在の受容体を選択的に活性化する「配位ケモジェネティクス」を開発し、Pd錯体によるmGlu1変異体の活性制御に成功していた。
本研究では、Pd錯体を改良することで錯体の親水性を向上し、mGlu1変異体ノックインマウスの脳スライスにおいても人為的なmGlu1の活性化に成功した。今後は、ノックインマウスを利用し行動下の動物個体においてもmGluRの活性化を可能としmGlu1が関与すると知られている運動記憶の制御などを行っていこうと考えている。また、変異mGluRを作成する中でその種類によっては金属錯体が(ポジティブアロステリックモジュレーター)PAMとして機能するものや直接的に活性を引き起こすことができるものも得られており、配位ケモジェネティクスを用いることで受容体の活性化メカニズムまで明らかにすることができると期待される。

さらに本系の適用を拡大し、受容体の活性化だけでなく阻害への適用を行なっており、mGlu1以外の受容体においてもPd錯体を作用させることで受容体機能を阻害することができると確認している。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Ligand-directed two-step labeling to quantify neuronal glutamate receptor trafficking2021

    • 著者名/発表者名
      Ojima Kento、Shiraiwa Kazuki、Soga Kyohei、Doura Tomohiro、Takato Mikiko、Komatsu Kazuhiro、Yuzaki Michisuke、Hamachi Itaru、Kiyonaka Shigeki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 831-831

    • DOI

      10.1038/s41467-021-21082-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemogenetic Approach Using Ni(II) Complex?Agonist Conjugates Allows Selective Activation of Class A G-Protein-Coupled Receptors2018

    • 著者名/発表者名
      Kubota Ryou、Nomura Wataru、Iwasaka Takuma、Ojima Kento、Kiyonaka Shigeki、Hamachi Itaru
    • 雑誌名

      ACS Central Science

      巻: 4 号: 9 ページ: 1211-1221

    • DOI

      10.1021/acscentsci.8b00390

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Ligand-directed two-step labeling to quantify AMPA-type glutamate receptor trafficking2021

    • 著者名/発表者名
      Kento Ojima,Kyohei Soga, Itaru Hamachi, Shigeki Kiyonaka
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Quantification of neuronal AMPA-type glutamate receptor dynamics by combining ligand-directed chemistry and IEDDA click reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Kento OJIMA, Kazuki SHIRAIWA, Itaru HAMACHI, Shigeki KIYONAKA
    • 学会等名
      日本化学会 第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] グルタミン酸受容体の人工的な活性制御を可能とする新規ケモジェネティクス法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小島 憲人、掛川 渉、道籏 友紀子、窪田 亮、柚崎 通介、浜地 格、清中 茂樹
    • 学会等名
      第92回 日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-step labeling allows analysis of AMPA-type glutamate receptor dynamics “beyond optical resolution limit”2019

    • 著者名/発表者名
      小島憲人、高遠美貴子、清中茂樹、浜地格
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 配位ケモジェネティクスによる代謝型 グルタミン酸受容体の脳細胞種選択的な活性化2018

    • 著者名/発表者名
      小島憲人、道旗友紀子、窪田亮、清中茂樹、浜地格
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会 第30回サマースクール
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] AMPA型グルタミン酸受容体の精密動態解析を目指した LDAI化学とIEDDA型クリック反応の融合2018

    • 著者名/発表者名
      小島憲人、高遠美貴子、清中茂樹、浜地格
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 記憶や学習に関わる神経伝達物質受容体の迅速な蛍光標識に成功

    • URL

      https://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20210208_engg1.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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