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損傷運動ニューロンのリプログラミングに関わる遺伝子発現制御機構の網羅的解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K19310
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分46:神経科学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

桐生 寿美子 (瀬尾寿美子)  名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (70311529)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード神経損傷 / 運動ニューロン / タンパク質分解 / 神経再生 / リプログラム / プロテアソーム / AIS / 遺伝子発現制御 / 神経変性 / ATF3
研究開始時の研究の概要

成熟運動ニューロンは神経損傷を受けても再生・修復することが可能である。これは損傷運動ニューロンが敢えて極性を放棄し一旦未分化な状態に逆戻りすることで潜在的な再生能力を賦活化する“セルフリプログラミング”を行うためではないかと考えられる。本研究では、このような損傷運動ニューロン幼若化のための遺伝子発現制御機構をゲノムレベルで網羅的に探索し、神経再生へのポテンシャルを獲得する仕組みを明らかにする。

研究成果の概要

本研究では神経損傷を受けた運動ニューロンが再生能力を賦活化するため一旦未熟な状態に若返るメカニズムの一端を明らかにすることを目指した。このプロセスでは多様な損傷応答反応が協調して引き起こされるが、そのうちのどれか一つでも破綻すると変性・脱落が惹起されると考えられる。そこで同じ神経損傷に対して再生・変性と逆の運命を辿るようデザインした2種類のマウスを用い、再生か変性かを決定する分岐点となるメカニズムを探索した。その結果、当初の予想とは異なるものの損傷運動ニューロンがタンパク質分解を介して一旦未熟な状態に逆戻りし神経再生を促すエネルギーを確保する新しいメカニズムを明らかにすることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

損傷や変性疾患、老化によりダメージを受けた神経細胞が変性に至る過程は様々である。損傷ニューロンが神経変性を免れ神経再生を適切に進行させることができれば神経ネットワークに再び組み込まれるポテンシャルは高い。このため神経再生能力を賦活化するメカニズムを理解することは神経再生のロードマップ作成を目指す上で極めて意義が高く、再生医療や予防医療の発展に貢献することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Repeated cold stress, an animal model for fibromyalgia, elicits proprioceptor-induced chronic pain with microglial activation in mice2024

    • 著者名/発表者名
      Wakatsuki K, Kiryu-Seo S, Yasui M, Yokota H, Kida H, Konishi H, Kiyama H
    • 雑誌名

      J Neuroinflammation

      巻: 21 号: 1 ページ: 25-25

    • DOI

      10.1186/s12974-024-03018-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Brain injury triggers cell‐type‐specific and time‐dependent endoplasmic reticulum stress responses2022

    • 著者名/発表者名
      Fan Qiyan、Takarada‐Iemata Mika、Okitani Nahoko、Tamatani Takashi、Ishii Hiroshi、Hattori Tsuyoshi、Kiryu‐Seo Sumiko、Kiyama Hiroshi、Hori Osamu
    • 雑誌名

      Glia

      巻: 71 号: 3 ページ: 667-681

    • DOI

      10.1002/glia.24303

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression of ATP-binding cassette transporter A1 is induced by nerve injury and its deficiency affects neurite tip morphology and elongation in cultured neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Nobue Shishioh, Sumiko Kiryu-Seo, Sumiko Abe-Dohmae, Shinji Yokoyama, Hiroshi Kiyama
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Neuroanatomy

      巻: 125 ページ: 102164-102174

    • DOI

      10.1016/j.jchemneu.2022.102164

    • 関連する報告書
      2022 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] Impaired disassembly of the axon initial segment restricts mitochondrial entry into damaged axons.2022

    • 著者名/発表者名
      Kiryu-Seo S, Matsushita R, Tashiro R, Yoshimura T, Iguchi Y, Katsuno M, Ryosuke Takahashi R, Kiyama H
    • 雑誌名

      EMBO J

      巻: 41 号: 20

    • DOI

      10.15252/embj.2021110486

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Axonal injury alters the extracellular glial environment of the axon initial segment and allows substantial mitochondrial influx into axon initial segment2021

    • 著者名/発表者名
      Tamada H, Kiryu-Seo S, Sawada S, Kiyama H
    • 雑誌名

      J Comp Neurol

      巻: 529 号: 16 ページ: 3621-3632

    • DOI

      10.1002/cne.25212

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TC10, a Rho family GTPase, is required for efficient axon regeneration in a neuron‐autonomous manner2020

    • 著者名/発表者名
      Koinuma Shingo、Negishi Ryota、Nomura Riko、Sato Kazuki、Kojima Takuya、Segi‐Nishida Eri、Goitsuka Ryo、Iwakura Yoichiro、Wada Naoyuki、Koriyama Yoshiki、Kiryu‐Seo Sumiko、Kiyama Hiroshi、Nakamura Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of Neurochemistry

      巻: - 号: 4 ページ: 1196-1206

    • DOI

      10.1111/jnc.15235

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 繰り返し寒冷ストレス誘発性線維筋痛症モデルにおけるミクログリア除去による疼痛抑制2023

    • 著者名/発表者名
      若月康次、安井正佐也、桐生寿美子、木山博資
    • 学会等名
      日本疲労学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 組織損傷に応答してスイッチオンされる神経依存性創傷治癒2023

    • 著者名/発表者名
      桐生寿美子、木山博資
    • 学会等名
      第66回日本神経化学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 軸索初節のダイナミクスと神経再生・変性2023

    • 著者名/発表者名
      桐生寿美子、木山博資
    • 学会等名
      第46回日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織損傷を感知して作動する神経依存性組織修復メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      桐生寿美子、永田健一、榎本篤、木山博資
    • 学会等名
      第 13 回名古屋大学大学院医学系研究科・生理学研究所 合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 組織損傷における神経再生・変性メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      桐生寿美子
    • 学会等名
      第42回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ダメージ応答メカニズムに光を当てた神経再生・変性研究2023

    • 著者名/発表者名
      桐生寿美子
    • 学会等名
      生理学研究所研究会 多次元脳形態研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経損傷に応答したニューロンの若返りと神経再生能力の賦活化2023

    • 著者名/発表者名
      桐生寿美子
    • 学会等名
      学術変革 3 領域(グリアデコード・臨界期生物学・適応回路センサス)合同シンポジウム 「細胞多様性-回路多様性-機能多様性」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス脳内でのダメージに対する緊急応答メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      桐生寿美子
    • 学会等名
      生理学研究所部門公開セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ALS感覚ニューロンがプロテアソーム機能不全に対して耐性を示す仕組み2023

    • 著者名/発表者名
      桐生寿美子、Nguyen Thu Tra、高橋良輔、勝野雅央、木山博資
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 繰り返し寒冷ストレス誘発性線維筋痛症モデルにおける発症機序の解析とミクログリア除去による疼痛抑制2023

    • 著者名/発表者名
      若月 康次 、安井 正佐也、桐生 寿美子 、木山 博資
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 軸索初節の分解と神経再生・変性2023

    • 著者名/発表者名
      桐生寿美子、木山博資
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会総会・ 全国学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The plasticity of the axon initial segment during neurodegeneration and neuroinflammation2022

    • 著者名/発表者名
      Sumiko Kiryu-Seo, Hiroshi Kiyama
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Morphological analyses for mitochondrial localization in the axon initial segments (AIS) of nerve injured-motor neuron and microglial activation around AIS2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Tamada, Sumiko Kiryu-Seo, Sohgo Sawada, Hiroshi Kiyama
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] TC10は小胞上からの特異的なシグナル伝達経路による微小管の安定化を介して軸索伸長を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      鯉沼真吾、宮地美沙、保科光、前澤創、和田直之、竹村裕、郡山恵樹、桐生寿美子、木山博資、五十嵐道弘、中村岳史
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 障害を受けた運動ニューロンが軸索変性を免れる新たな仕組み2022

    • 著者名/発表者名
      桐生寿美子、木山博資
    • 学会等名
      第12回名古屋大学医学系研究科・生理学研究所合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The dynamics of the AIS during neuronal injury2021

    • 著者名/発表者名
      Sumiko Kiryu-Seo, Hiroshi Kiyama
    • 学会等名
      第64回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Injured motor neurons lose polarity in a proteasome-dependent manner to increase the mitochondrial transport into regenerative axons2021

    • 著者名/発表者名
      Sumiko Kiryu-Seo, Reika Matsushita, Yoshitaka Tashiro, Ryosuke Takahash, Takeshi Yoshimura, Yohei Iguchi, Masahisa Katsuno, Hiroshi Kiyama
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会/ 第98回日本生理学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of pain mechanism in an animal model for the fibromyalgia induced by repeated cold stress2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Wakatsuki, Masaya Yasui, Sumiko Kiryu-Seo, Hiroshi Kiyama
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会/ 第98回日本生理学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 様々な神経損傷に応答するプロテアーゼDINEの損傷運動ニューロン軸索再生効果2021

    • 著者名/発表者名
      長谷川将暉, 桐生寿美子, 永田健一, 木山博資
    • 学会等名
      日本解剖学会第81回中部支部学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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