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ヘパラン硫酸脱硫酸化酵素Sulfによるシナプス可塑性調節機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K06145
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
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所

研究代表者

神村 圭亮  公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 主席研究員 (30529524)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードへパラン硫酸 / プロテオグリカン / ヘパラン硫酸6-O脱硫酸化酵素 / シナプス可塑性 / 自閉症 / シナプス / グルタミン酸受容体 / へパラン硫酸修飾酵素 / ショウジョウバエ / ヘパラン硫酸 / 精神疾患 / 神経筋接合部
研究成果の概要

シナプス可塑性におけるヘパラン硫酸 (HS) 鎖の微細構造の役割を調べるため、グルタミン酸作動性シナプスのモデルであるショウジョウバエの神経筋接合部に着目し解析を行った。ショウジョウバエでは飢餓状態になると神経筋接合部のシナプス終末の数が増加することが知られている。しかしながらHS鎖の6-O位を脱硫酸化する6-O脱硫酸酵素 (Sulf1) の欠失個体では飢餓状態においてもシナプス終末が増加しないことが分かった。またこの個体では飢餓時に観察されるグルタミン酸受容体GluRIIAの増加が起きなかった。以上の結果から、HS鎖は微細構造を介してシナプスの可塑性を調節することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、ニューレキシンなどのHSPGに加え、いくつかのHS修飾酵素の変異が自閉症及び統合失調症の発症に関与することが報告されている。しかしながら、HS鎖の修飾異常がどのように影響することで疾患の発症に関与するのかはわかっていない。したがって、本研究においてHS修飾酵素によるシナプス可塑性調節機構を明らかにしたことは神経・精神疾患治癒を目標とした医学的研究においても極めて重要である。

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

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Roles of Glypican and Heparan Sulfate at the Synapses2021

    • 著者名/発表者名
      Kamimura Keisuke
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 33 号: 194 ページ: E85-E90

    • DOI

      10.4052/tigg.2017.1E

    • NAID

      130008068233

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • 年月日
      2021-07-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heparan sulfate proteoglycan molecules, syndecan and perlecan, have distinct roles in the maintenance of <i>Drosophila</i> germline stem cells2021

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yoshiki、Shibata Arisa、Kamimura Keisuke、Kobayashi Satoru
    • 雑誌名

      Development, Growth &amp; Differentiation

      巻: 63 号: 6 ページ: 295-305

    • DOI

      10.1111/dgd.12741

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glypicans and heparan sulfate in synaptic development. neural plasticity and neurological disorders.2021

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kamimura, Nobuaki Maeda
    • 雑誌名

      Front. Neural Circuits

      巻: 15 ページ: 595596-595596

    • DOI

      10.3389/fncir.2021.595596

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] シナプスにおけるグリピカンとニューレキシンのヘパラン硫酸鎖の役割2020

    • 著者名/発表者名
      神村圭亮
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 92 号: 5 ページ: 740-743

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2020.920740

    • NAID

      40022394520

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2020-10-25
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The HSPG Glypican Regulates Experience-dependent Synaptic and Behavioral Plasticity by Modulating the Non-canonical BMP Pathway.2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kamimura, Aiko Odajima, Yuko Ikegawa, Chikako Maru, and Nobuaki Maeda.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 28 (12) 号: 12 ページ: 3144-3156

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.08.032

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] シナプスの可塑的な形態変化におけるヘパラン硫酸微細構造の役割2021

    • 著者名/発表者名
      神村圭亮、小田嶋愛子、丸山千秋
    • 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] グリピカンは非古典的BMP経路を介して経験依存的なシナプスと行動の可塑性を調節する2019

    • 著者名/発表者名
      神村圭亮、小田嶋愛子、前田信明
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Drosophila glypican regulates experience-dependent synaptic and behavioral plasticity2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kamimura
    • 学会等名
      Proteoglycan Future Leaders Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The HSPG Glypican Regulates Experience-dependent Synaptic and Behavioral Plasticity by Modulating the Non-canonical BMP Pathway.2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Kamimura, Aiko Odajima, Nobuaki Maeda
    • 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] グリピカンは経験依存的なシナプスと行動の可塑性を調節する2019

    • 著者名/発表者名
      神村圭亮、小田嶋愛子、前田信明
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 公益財団法人東京都医学総合研究所 脳神経回路形成プロジェクト

    • URL

      https://www.igakuken.or.jp/regeneration/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] (公財)東京都医学総合研究所 脳神経回路形成プロジェクト

    • URL

      https://www.igakuken.or.jp/project/detail/regeneration.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] (公財)東京都医学総合研究所、神経回路形成プロジェクト

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/regeneration/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 東京都医学総合研究所ホームページ

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/project/detail/regeneration.html

    • 関連する報告書
      2018 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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