PV陽性GABA細胞－グリアtripartite synapse細胞外糖鎖の役割

• 研究領域: 統合的神経機能の制御を標的とした糖鎖の作動原理解明
• 研究課題/領域番号: 26110705
• 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: 浜松医科大学
• 研究代表者: 福田 敦夫 浜松医科大学, 医学部, 教授 (50254272)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2015年度)
• 配分額: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: 細胞外糖鎖 / GABA / グリア / ペリニューラルネット / 塩素イオン / バルブアルブミン / GAD67 / 母体ストレス / パルブアルブミン

研究実績の概要

１．PV陽性GABA細胞と細胞外糖鎖が選択的に脱落したモデルの行動解析：GAD67ヘテロ欠損胎仔の母体に拘束ストレスをかけると、生後にPV陽性GABA細胞とperineuronal nets（PNN）が内側前頭皮質で減少した。生後8週齢雄での行動評価では、衝動性と注意機能に有意は無く、場所学習と逆転学習、作業記憶にも有意差は無かったが、胎生ストレス群で場所学習記憶の保持が低下していた。
２．PV陽性GABA細胞選択的脱落モデルの細胞外糖鎖の種類と局在の解析：上記モデルの脳切片を作製し、抗PV抗体、biotinylated Wisteria floribunda agglutinin (WFA)（PV細胞の一部のPNNを認識）と抗アグリカン抗体（PNN全般を認識）を用い、PV陽性／陰性細胞各々のPNNを解析したところ、PV陽性細胞の脱落に伴い有意にWFAとアグリカンが減少したが、脱落のないPV陰性細胞では両者とも変化なかった。また、WFAやアグリカンの染色強度も解析したが変化なく、PNNの減少は糖鎖形成の障害ではなく、PV陽性細胞の脱落による基質の減少に起因すると結論した。
３．細胞外糖鎖脱落したモデルの電気生理学的解析：マウス脳スライスを人工脳脊髄液中で生保持し、chondroitinase ABC （0.1 unit/mL）で1時間還流してPNNを除去することに成功した。これで今後PV-GFP共発現マウスでPV陽性GABA細胞やシナプスの電気生理学的解析を行えるようになった。
４．PV陽性GABA細胞と細胞外糖鎖が選択的に脱落したモデルの網羅的DNAメチル化解析：１．のモデル脳組織の網羅的DNAメチル化解析をRRBS法で行った。多くの遺伝子のメチル化異常があったが、GABA細胞の発生・移動と糖鎖との関連から、Dlx2, Fktn, Ephb3, Otx2, Nkx6-2、Cdk5r2などと、その関連蛋白質の発現を胎仔脳で調べることとした。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] KCC2-mediated regulation of respiration-related rhythmic activity during postnatal development in mouse medulla oblongata. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okabe A., Shimizu-Okabe C., Arata A., Konishi S., Fukuda A., and Takayama C.
  • 雑誌名: Brain Res. 巻: 1601 ページ: 31-39
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2015.01.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Control of cortical neuronal migration by glutamate and GABA. (2015)
  • 著者名/発表者名: Luhmann, H.J., Kilb, W. and Fukuda, A.
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular Neuroscience 巻: 9 ページ: 4-4
  • DOI: 10.3389/fncel.2015.00004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Activation of glycine receptors modulates spontaneous epileptiform activity in the immature rat hippocampus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Chen, R., Okabe, A., Sun, H., Sharopov, S., Hanganu-Opatz, I.L., Kolbaev, S.N., Fukuda, A., Luhmann, H.J.and Kilb, W.
  • 雑誌名: The Journal of Physiology 巻: 592 号: 10 ページ: 2153-2168
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2014.271700
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of taurine-mediated tonic GABAA receptor activation in radial migration of neurons in the fetal mouse cerebral cortex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Furukawa T, Yamada J, Akita T, Matsushima Y, Yanagawa Y, Fukuda A
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular Neuroscience 巻: 8 ページ: 88-88
  • DOI: 10.3389/fncel.2014.00088
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Selective loss of parvalbumin-positive GABAergic interneurons in the cerebral cortex of maternally stressed Gad1-heterozygous mouse offspring. (2014)
  • 著者名/発表者名: Uchida, T., Furukawa, T., Iwata, S., Yanagawa, Y. and *Fukuda, A.
  • 雑誌名: Translational Psychiatry 巻: 4 号: 3 ページ: e371-e371
  • DOI: 10.1038/tp.2014.13
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Functional deficiency of MHC class I enhances LTP and abolishes LTD in the nucleus accumbens of mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Edamura, M., Murakami, G., Meng, H., Itakura, M., Shigemoto R., Fukuda, A. and Nakahara, D.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 9 ページ: e107099-e107099
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0107099
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The role of GABA in the regulation of GnRH neurons. (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Fukuda, A. and Nabekura, J.
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 8 ページ: 1-9
  • DOI: 10.3389/fnins.2014.00387
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] マルチモーダルGABAによる発振と同期 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福田敦夫
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 巻: 32 ページ: 751-756
• [学会発表] 出生前ストレスによるPV陽性GABA細胞とペリニューラルネットの減少 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福田敦夫
  • 学会等名: 新学術領域研究（神経糖鎖生物学）第9回班会議
  • 発表場所: とりぎん文化会館（鳥取県・鳥取市）
  • 年月日: 2015-06-26
• [学会発表] Prenatal stress-induced selective deterioration of neurogenesis of parvalbuminpositive GABAergic neurons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, A.
  • 学会等名: 第92回日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] Functional regulation of neuronal K+-Cl−cotransporter KCC2. (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Iwata, S., Furukawa, T., Kumada, T., Uchida, T., Hirose, S. and Fukuda, A.
  • 学会等名: 第92回日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・展示場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] Maternal taurine modulate fetal brain development by affecting Cl-homeostasis and GABAA receptors. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, A.
  • 学会等名: The 12th Korea-Japan Joint Symposium of Brain Sciences, and Cardiac and Smooth Muscle Sciences
  • 発表場所: Yongin(Korea)
  • 年月日: 2015-01-23
• [学会発表] 母体由来タウリンが胎仔脳の形成とその特異性に与える影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古川智範, 福田敦夫.
  • 学会等名: 第41回日本脳科学会
  • 発表場所: 福井県県民ホール（福井県・福井市）
  • 年月日: 2014-11-22
• [学会発表] Alterlations in extracellular sugar chain in prenatally stressed mouse brain. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, A. and Wang, T.
  • 学会等名: SFG & JSCR 2014 Joint Annual Meeting
  • 発表場所: Honolulu (USA)
  • 年月日: 2014-11-16
• [学会発表] GAD67-GFP knockinマウスを用いた CRH ニューロン制御における GABA の役割についての検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柿沢圭亮, 渡部美穂, 柳川右千夫, 沖隆, 福田敦夫.
  • 学会等名: 第61回中部日本生理学会
  • 発表場所: 名古屋市立大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2014-11-07
• [学会発表] 発達期のマルチモーダルなGABA受容体作用から麻酔薬毒性を考察する (2014)
  • 著者名/発表者名: 福田敦夫
  • 学会等名: 第34回日本臨牀麻酔学会
  • 発表場所: グランドプリンスホテル新高輪国際館パミール（東京都・港区）
  • 年月日: 2014-11-03
• [学会発表] GAD67-GFP ノックインマウスを用いた CRH ニューロン制御における GABA の役割についての検討. (2014)
  • 著者名/発表者名: 柿沢圭亮, 渡部美穂, 大川雄太, 大石敏弘, 山下美保, 柳川右千夫, 沖隆, 福田敦夫.
  • 学会等名: 第41回日本神経内分泌学会学術集会
  • 発表場所: 都道府県会館（東京都・千代田区）
  • 年月日: 2014-11-01
• [学会発表] Maternally-derived ambient taurine plays a pivotal role in radial migration in the embryonic mouse neocortex by tonically activating GABAA receptors. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, A., Furukawa, T., Yamada, J., Akita, T., Matsushima, Y., Yanagawa, Y.
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] Maternal taurine modulates immature aspect of GABA actions involved in epileptogenesis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, A.
  • 学会等名: The 16th Annual Meeting of Infantile Seizure Society (ISS): International Symposium on Epileptic Syndromes of Early Infancy and Childhood (ISES)
  • 発表場所: Cappadocia, (Turkey)
  • 年月日: 2014-06-23
  • 招待講演
• [備考] 浜松医科大学医学部神経生理学講座ホームページ
  • URL: http://www.hama-med.ac.jp/uni_education_igakubu_igaku_seiri1.html