| 研究課題/領域番号 |
21K19350
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分48:生体の構造と機能およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
岡村 康司 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (80201987)
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| 研究分担者 |
好岡 大輔 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (00883084)
大河内 善史 大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (90435818)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 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: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 活動電位 / ニューロン / 興奮性 / たんぱく質動態 / たんぱく質分解 / たんぱく質の寿命 / イオンチャネル / 足場たんぱく質 / 1分子計測 / アンキリン / ホメオスタシス / 軸索 / エンドサイトーシス / イオンチャンネル / 一分子計測 / １分子計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
中枢神経系での電気的興奮と抑制のハブ構造である軸索初節Axon initial segment（AIS）は、錐体細胞などの中枢神経ニューロンでは抑制性ニューロンがAISに直接シナプスを形成し活動電位の発生を抑制する。生涯に亘り機能し続けるニューロンにおいてAISが調節される仕組み、特に成体での調節機構や疾患に繋がる仕組みは明らかでない。本研究では、Nav1.6-FLEXマウスを用いて、Dox依存的にCre-リコンビナーゼを介して蛍光タンパク質の種類を変化させ、新旧の分子を色で識別できるようにして単一ニューロンでAISのNav1.6が入れ替わる詳細な時空間様式をin vivoにおいて解明する。
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| 研究成果の概要 |
生体で最も長寿の細胞であるニューロンにおいて電気信号の興奮と抑制のバランスの仕組みは神経の機能や疾患の理解に重要であるが長期に電気信号が調節される仕組みは不明であった。本研究ではニューロンの興奮を発生する部位である軸索初節でのイオンチャネル分子の発現が調節されるin vivoでの仕組みを明らかにすべく、Na+チャネルに着目し、蛍光タンパク質と融合させた分子を発現するノックインマウスを作製し新旧の分子を色で識別できるようにすることを可能にした。その結果、単一ニューロンでAISの分子が入れ替わる時空間様式をin vitroおよびin vivoの両方で明らかにすることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
脳において長期にわたって神経細胞の機能が維持される仕組みの理解は認知症などの解決に重要な手がかりを与え、社会的にも重要である。本研究ではマウスをモデルとして、神経細胞の電気信号を作り出すたんぱく質である電位依存性ナトリウムチャネル分子が、神経細胞の局所でどのように入れ替わるかを解明した。本研究の成果は、長期に亘り細胞が生存する他の臓器、たとえば腎臓、心臓などの理解にも繋がる。また、脳の興奮性に異常が生じる、てんかんや精神神経疾患の仕組みの理解やその介入法の開発につながると期待できる。
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