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スクラップ&ビルドによるペリニューロナルネット機能の作動原理の解明

公募研究

研究領域スクラップ&ビルドによる脳機能の動的制御
研究課題/領域番号 19H04754
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関岡山大学

研究代表者

大橋 俊孝  岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (50194262)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードペリニューロナルネット / リンクプロテイン / プロテオグリカン / シナプス刈込み / 刈込み / 軸索内輸送 / ノックアウトマウス
研究開始時の研究の概要

ペリニューロナルネット(PNN)はパルブアルブミン陽性のGABA作動性介在ニューロン(PVI)などに最も顕著に存在する特殊な細胞外マトリックス(ECM)構造である。コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)を主体とするマトリックス分子が高密度な会合体を形成(ビルド)したものである。PNNの機能は、眼優位可塑性の調節に代表されるように、多くの研究者により大脳皮質において集中的に研究されているが、他の脳の部位についての研究は非常に限られる。本研究は、小脳や脳幹部(聴覚系神経核)に焦点をしぼり、PNNの会合体形成を障害する(PNNスクラップ)モデルを中心に、PNN機能(動作原理)を追求するものである。

研究実績の概要

ペリニューロナルネット(PNN)はパルブアルブミン陽性のGABA作動性介在ニューロン(PVI)などに最も顕著に存在する特殊な細胞外マトリックス(ECM)構造である。
我々は、ペリニューロナルなECM構造の安定化に重要な複数のリンクプロテイン分子(HAPLN)に注目し、それらの遺伝子ノックアウトマウス等を駆使して、HAPLNがPNNの高密度な会合体形成を通じて、神経可塑性の制御やその他の神経活動に重要なことを示すことを目的としている。本研究は、小脳や脳幹部(聴覚系神経核)に焦点を絞り、PNNの会合体形成を傷害する(PNNスクラップ)手法によりPNN機能(動作原理)を追求するものである。
初年度に、台形体核神経細胞のcalyx of Heldシナプスが複数入力することを電気生理学手法により明らかにした。複数入力が認められるシナプスにおいて自発的EPSCやシナプス短期可塑性の測定、発生に伴うシナプス後細胞のグルタミン酸受容体のサブタイプ変化を調べたが今のところコントロールマウスと統計的な有意差は認められていない。KOマウスで、シナプスのプレとポストのpair recordingで高頻度刺激に対する活動電位発生能力の追随性が低下することが発見された。二年度目には、複数入力を形態学的に確かめることやグリア細胞のシナプス刈込への関与を調べることに注力した。これまでのところ、シナプス刈込みに関与するとされるグリア細胞の挙動が野生型と異なることを見出している。
成果は日本神経科学会や日本結合組織学会で発表する予定である。

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

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] リーズ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] カレル大学(チェコ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] リーズ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Assessment of Possible Contributions of Hyaluronan and Proteoglycan Binding Link Protein 4 to Differential Perineuronal Net Formation at the Calyx of Held.2021

    • 著者名/発表者名
      Nojima K, Miyazaki H, Hori T, Vargova L, Oohashi T
    • 雑誌名

      Front Cell Dev Biol.

      巻: 17 ページ: 730550-730550

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.730550

    • NAID

      120007163664

    • 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] The Effect of Hapln4 Link Protein Deficiency on Extracellular Space Diffusion Parameters and Perineuronal Nets in the Auditory System During Aging2020

    • 著者名/発表者名
      Sucha P, Chmelova M, Kamenicka M, Bochin M, Oohashi T, Vargova L
    • 雑誌名

      Neurochem Res

      巻: 45 号: 1 ページ: 68-82

    • DOI

      10.1007/s11064-019-02894-2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Under the ECM Dome: The Physiological Role of the Perinodal Extracellular Matrix as an Ion Diffusion Barrier.2020

    • 著者名/発表者名
      Bekku Y, Oohashi T
    • 雑誌名

      Adv Exp Med Biol.

      巻: 1190 ページ: 107-122

    • DOI

      10.1007/978-981-32-9636-7_8

    • ISBN
      9789813296350, 9789813296367
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Hapln4欠損マウスにおけるCalyx-MNTBシナプスの発達に及ぼすグリア細胞の評価2022

    • 著者名/発表者名
      宮﨑晴子、谷祐一、野島弘二郎、兼城一媛乃、Nguyen Duy Hoang、堀 哲也、大橋俊孝
    • 学会等名
      第54回 日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Assessment of glial cells on the development of calyx-MNTB synapse in the Hapln4-deficient mice2022

    • 著者名/発表者名
      大橋 俊孝、谷祐一、宮﨑晴子、野島弘二郎、兼城一媛乃、堀 哲也
    • 学会等名
      Neuro 2022
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Hapln4/Bral2欠損マウスの台形体内側核シナプスにおける形態学的および組織学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      枝松 緑、堀 哲也、大橋 俊孝
    • 学会等名
      日本神経科学会 Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] POSTNATAL GLOBAL DELETION OF THE AGGRECAN GENE IMPAIRS ENDOCHONDRAL OSSIFICATION BY AFFECTING GROWTH PLATE ARCHITECTURE AND BONE MATURATION2019

    • 著者名/発表者名
      Toshitaka Oohashi, Hidemi Torihara, Midori Edamatsu, Mitsuaki Ono
    • 学会等名
      HYALURONAN 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 細胞外マトリックス実験法 コラーゲンの基礎研究から再生医療への応用まで 2.4プロテオグリカンの基礎知識2021

    • 著者名/発表者名
      大橋俊孝
    • 総ページ数
      427
    • 出版者
      丸善
    • ISBN
      9784621306857
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 分子医化学分野ウェブサイト

    • URL

      http://okayama-u-mbb.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 岡山大学 分子医化学分野

    • URL

      http://www.okayama-u-mbb.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-12-28  

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