| 研究課題/領域番号 |
15K20841
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| 研究機関 | 帯広畜産大学 |
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研究代表者 |
近藤 大輔 帯広畜産大学, 畜産学部, 助教 (90708364)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 嗅覚 / サーカディアンリズム / 糖鎖 / 神経系 / 組織化学 / レクチン |
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| 研究実績の概要 |
嗅覚感度にはサーカディアンリズムが存在するが、そのメカニズムはいまだ不明である。タンパク質の糖鎖修飾は、匂い刺激の受容･伝達・処理の各過程に影響を与えている。申請者はこれまでに、マウスの嗅球（嗅覚の一次中枢）に発現する糖鎖a1-2フコース構造（a1-2Fuc)の量が日内変化していることを、糖鎖の網羅的解析によって明らかにした。本研究はその詳細を追究するものであり、平成27年度は、a1-2Fucの量が日内変化する分子メカニズムの解明と嗅覚系における局在解析を試みた。
分子生物学的手法によって、フコシル化酵素の一つであるFut1の発現量の日内変化に伴い、a1-2Fucの量が変化していることを示した。また組織化学的手法により、嗅覚系の一次および二次投射経路、さらに嗅球内の局所回路を構成する神経細胞の軸索および樹状突起に、a1-2Fucが局在していることを明らかにした。これらの結果は、a1-2Fuc量の日内変化が、匂い受容から認識までの刺激伝達と、一次中枢内における情報処理の両方の制御に関連している可能性を示している。
加えて、a1-2Fucを標識するレクチンUEA-Iの嗅球における反応強度が、若齢マウスでは顕著であるのに対して、老齢マウスでは微弱であることを発見した。これまでに、a1-2Fuc量が発生段階で変化することは知られているが、加齢による変化は報告がない。嗅覚系におけるa1-2Fuc量は、発生段階での変化や日内変化のみではなく、加齢性変化もしているのかもしれない。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度の研究計画の一つ「a1-2フコース構造（a1-2Fuc）の日内変化の分子メカニズムの解明」に関しては、目標に到達したといえる一方で、もう一つの「a1-2Fucの日内変化が神経細胞に与える影響の解明」に関しては、現在のところ直接的な成果を得ることはできていない。代替として、この目標に間接的にアプローチするために、嗅覚系におけるa1-2Fucの局在を詳細に解析した。これまでに、嗅覚系のa1-2Fucの局在は10報以上の論文で報告されているが、その結果は研究グループによって異なり統一されていなかった。本研究では、これまでの報告では触れられていなかった二次投射経路および嗅球内の局所回路におけるa1-2Fucの局在を明かにし、この糖鎖構造がこれまで予測していた以上に多数の種類の神経細胞の機能を制御している可能性を見出した。この成果は、研究計画の後者に関連した重要な知見である。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成27年度の成果を踏まえ、以下の4つを軸に研究を推進する。
（1）a1-2フコース構造（a1-2Fuc）のコアタンパク質であるNCAMに関して、a1-2Fucと機能性糖鎖であるポリシアル酸構造との相関を分子生物学的手法で解析する。
（2）嗅球の神経細胞におけるa1-2Fucの微細局在を、透過型電子顕微鏡を用いて解析する。
（3）嗅球におけるa1-2Fuc量の加齢性変化を詳細に解析する。
（4）嗅球より高次の嗅覚中枢（嗅皮質領域）における糖鎖構造をスクリーニングする。
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