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糖鎖が生み出すペリニューロナルネットの多様性と神経可塑性における機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06130
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43030:機能生物化学関連
研究機関東京農工大学 (2019-2021)
名古屋大学 (2018)

研究代表者

宮田 真路  東京農工大学, 農学部, 准教授 (60533792)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードプロテオグリカン / ヒアルロン酸 / 細胞外マトリクス / 神経可塑性 / ペリニューロナルネット / ヒアルロナン / コンドロイチン硫酸
研究成果の概要

中枢神経系の細胞外マトリクスは、コンドロイチン硫酸プロテオグリカンやヒアルロン酸といった糖鎖に富む特徴を示す。特定の神経細胞周囲にはペリニューロナルネット (PNN) と呼ばれる特徴的な細胞外マトリクス構造が形成される。PNNは不溶性の凝集体であり、神経可塑性の制御に関わる。本研究では、コンドロイチン硫酸プロテオグリカン上の糖鎖構造の違いにより、PNNに多様性が生じることを明らかにした。さらに、組織サンプルから微量のヒアルロン酸を単離し、その分子量を解析する手法を確立した。 この方法を用いて、PNNを構成する凝集性のヒアルロン酸は、可溶性のヒアルロン酸に比べて分子量が高いことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳体積の約20%は、非細胞成分である細胞外マトリクスにより満たされる。細胞外マトリクスは、神経細胞の周囲に特殊な環境を形成し、脳機能において重要な役割を果たす。脳には、ペリニューロナルネットと呼ばれる特徴的な細胞外マトリクス構造が形成される。ペリニューロナルネットは、不溶性の凝集体であり、神経可塑性の制御に関わる。本研究では、脳の細胞外マトリクスに着目し、その構造を機能を解析した。その結果、ペリニューロナルネットを構成する糖鎖構造の違いにより、様々は種類をペリニューロナルネットが存在することを明らかにした。ペリニューロナルネットの多様性により脳機能が制御される可能性がある。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Hyaluronan degradation and release of a hyaluronan-aggrecan complex from perineuronal nets in the aged mouse brain2021

    • 著者名/発表者名
      Sugitani Kei、Egorova Diana、Mizumoto Shuji、Nishio Shunsuke、Yamada Shuhei、Kitagawa Hiroshi、Oshima Kenzi、Nadano Daita、Matsuda Tsukasa、Miyata Shinji
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1865 号: 2 ページ: 129804-129804

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2020.129804

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconsideration of the Semaphorin-3A Binding Motif Found in Chondroitin Sulfate Using Galnac4s-6st-Knockout Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nadanaka Satomi、Miyata Shinji、Yaqiang Bai、Tamura Jun-ichi、Habuchi Osami、Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 10 号: 11 ページ: 1499-1499

    • DOI

      10.3390/biom10111499

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A pericellular hyaluronan matrix is required for the morphological maturation of cortical neurons.2020

    • 著者名/発表者名
      Takechi Mina、Oshima Kenzi、Nadano Daita、Kitagawa Hiroshi、Matsuda Tsukasa、Miyata Shinji
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1864 号: 10 ページ: 129679-129679

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2020.129679

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] tructural variation of chondroitin sulfate chains contributes to molecular heterogeneity of perineuronal nets.2018

    • 著者名/発表者名
      Miyata, S., Nadanaka, S., Igarashi, M., and Kitagawa, H.
    • 雑誌名

      Front. Integr. Neurosci.

      巻: 12 ページ: 3-3

    • DOI

      10.3389/fnint.2018.00003

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A RAPID AND HIGH-THROUGHPUT METHOD FOR ANALYZING MOLECULAR WEIGHT OF HYALURONAN IN ANIMAL TISSUE SAMPLES2021

    • 著者名/発表者名
      Diana Egorova, Shinji Miyata
    • 学会等名
      13th International Conference HYALURONAN 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 発生期の大脳皮質で形成されるヒアルロン酸を含む細胞外マトリクスの解析2021

    • 著者名/発表者名
      武渕明裕夢、武智美奈、佐藤ちひろ、北島健、北川裕之、宮田真路
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 胎仔期大脳皮質においてヒアルロン酸/ニューロカン/テネイシンCの三者複合体が形成される2021

    • 著者名/発表者名
      武渕明裕夢、武智美奈、佐藤ちひろ、北島健、北川裕之、宮田真路
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Age-related changes in the biochemical properties of perineuronal nets in the mouse brain2020

    • 著者名/発表者名
      宮田真路
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経細胞周囲の細胞外微小環境における糖鎖の多様性とその機能2019

    • 著者名/発表者名
      宮田真路
    • 学会等名
      第38回日本糖質学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of a ternary complex of hyaluronan/neurocan/tenascin-C during embryonic cortical development2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Miyata
    • 学会等名
      11th International Conference on Proteoglycans
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 糖鎖と神経:精神疾患における神経可塑性と細胞外マトリクスの異常2019

    • 著者名/発表者名
      宮田真路
    • 学会等名
      第72回日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス脳の老化に伴う細胞外マトリクスプロテオグリカンの変動解析2019

    • 著者名/発表者名
      杉谷慶、大島健司、灘野大太、松田幹、宮田真路
    • 学会等名
      第183回日本農芸化学会中部支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Perineuronal matrix in the brain: Its functional and structural diversity in space and time2019

    • 著者名/発表者名
      宮田真路
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 胎生期のマウス大脳皮質において形成されるヒアルロン酸を含む細胞外マトリクスの局在と機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      武智美奈、大島健司、灘野大太、松田幹、佐藤ちひろ、北島健、北川裕之、宮田真路
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] http://www.collagen-institute.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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