ヘパラン硫酸脱硫酸化酵素Sulfによるシナプス可塑性調節機構の解析

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K06145
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43030:機能生物化学関連
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 神村 圭亮 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 主席研究員 (30529524)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: へパラン硫酸 / プロテオグリカン / ヘパラン硫酸6-O脱硫酸化酵素 / シナプス可塑性 / 自閉症

研究成果の概要

シナプス可塑性におけるヘパラン硫酸 (HS) 鎖の微細構造の役割を調べるため、グルタミン酸作動性シナプスのモデルであるショウジョウバエの神経筋接合部に着目し解析を行った。ショウジョウバエでは飢餓状態になると神経筋接合部のシナプス終末の数が増加することが知られている。しかしながらHS鎖の6-O位を脱硫酸化する6-O脱硫酸酵素 (Sulf1) の欠失個体では飢餓状態においてもシナプス終末が増加しないことが分かった。またこの個体では飢餓時に観察されるグルタミン酸受容体GluRIIAの増加が起きなかった。以上の結果から、HS鎖は微細構造を介してシナプスの可塑性を調節することが示唆された。

自由記述の分野

糖鎖生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、ニューレキシンなどのHSPGに加え、いくつかのHS修飾酵素の変異が自閉症及び統合失調症の発症に関与することが報告されている。しかしながら、HS鎖の修飾異常がどのように影響することで疾患の発症に関与するのかはわかっていない。したがって、本研究においてHS修飾酵素によるシナプス可塑性調節機構を明らかにしたことは神経・精神疾患治癒を目標とした医学的研究においても極めて重要である。