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2019 年度 実施状況報告書

神経精神疾患治療創薬を目指したD-セリン動態制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06888
研究機関富山大学

研究代表者

森 寿  富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (00239617)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードセリンラセマーゼ / D-セリン / NMDA受容体 / セリンシャトル仮説 / 遺伝子発現制御 / トランスジェニックマウス
研究実績の概要

1)セリンラセマーゼ (SRR) 遺伝子のマウス個体での発現を計測するために、バクテリア人工染色体(BAC)を用い、大腸菌内相同遺伝子組換えにより、SRRの翻訳開始部位に、レポーターとして高感度で定量性が高いホタルルシフェラーゼ (Luc)遺伝子を挿入したトランスジーン BAC-Tg-SRR-Lucを構築しC57BL/6系統のトランスジェニックマウス系統を樹立した。さらに、神経変性におけるSRRの発現変化とその機能を解析するためにアルツハイマー病 (AD)モデルマウスとの交配により、新たなAD+Tg-SRR-Lucマウス系統を作製し AD発症過程におけるSRR発現解析を開始した。
2)アストロサイト特異的にD-セリンを分解するために、アストロサイト特異的 3-phosphoglycerate dehydrogenase (3PGDH) 遺伝子を用いD-セリン分解酵素 (Dsd-1)を発現させるマウス系統を確立した。Dsd-1に対する特異抗体を作製し免疫組織染色により、このマウス系統でのDsd-1の発現を検出し3PGDHと同様の発現を示すことを見出した。
3)新たに神経細胞特異的Dsd-1発現トランスジェニックマウス系統を作製するため錐体神経細胞特異的CaMKIIa遺伝子を用い BAC-Tg-CaMKIIa-Dsd-1トランシジーンを構築しC57BL/6系統トランスジェニックマウス系統を樹立した。

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

当初計画したBAC-Tg-SRR-LucトランスジェニックマウスをC57BL/6系統で確立し、神経変性疾患でのSRR発現変化を解析するため、アルツハイマー病 (AD)モデルマウスと交配した新たなマウス系統を樹立し、発光計測も可能であった。また、アストロサイト特異的にD-セリンを分解するBAC-Tg-3PGDH-Dsd-1トランスジェニックマウス系統で、作製した抗体によりDsd-1が3PGDHを発現する細胞で検出された。さらに、神経細胞でD-セリンを分解するために、BAC-Tg-CaMKIIa-Dsd-1のトランスジーンを構築しトランスジェニックマウス系統も得られた。これらの研究実績から、2年目の研究は概ね順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

1)BAC-Tg-SRR-Lucトランスジェニックマウスを用いて、ADによる神経変性疾患進行とSRR遺伝子発現変化との解析を進める。またNMDARブロッカー(MK-801) の投与により誘導した統合失調症様精神疾患モデルなどで継時的な発光計測を行い、SRRの発現変化を評価する。
2)生後発達に伴うDsd-1の発現量変化の解析と脳内セリン濃度の測定を行い、アストロサイト由来D-セリンの生後発達変化を明らかにする。次いで、アストロサイト由来D-セリンの脳機能を明らかにするために、このマウス系統で文脈恐怖条件付けを用いた記憶・学習の解析を行う。
3)神経細胞特異的Dsd-1発現トランスジェニックマウス(BAC-Tg-CaMKIIa-Dsd-1)系統でDsd-1の発現解析と脳内D-セリン濃度の計測を行う。
4)セリンシャトル仮説の検証により、D-セリン動態制御における神経細胞とアストロサイトの貢献度を明らかにしたのち、より重要な貢献をしている細胞種でD-セリン輸送に関わる中性アミノ酸トランスポーターの発現を解析する。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額は、2020年度請求される2019年度分の動物実験施設利用料を支払うため。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Structural insights into selective interaction between type IIa receptor protein tyrosine phosphatases and Liprin-α2020

    • 著者名/発表者名
      Wakita Maiko、Yamagata Atsushi、Shiroshima Tomoko、Izumi Hironori、Maeda Asami、Sendo Mizuki、Imai Ayako、Kubota Keiko、Goto-Ito Sakurako、Sato Yusuke、Mori Hisashi、Yoshida Tomoyuki、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 ページ: 649

    • DOI

      10.1038/s41467-020-14516-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhanced bioluminescent sensor for longitudinal detection of CREB activation in living cells2019

    • 著者名/発表者名
      Noda Natsumi、Ishimoto Tetsuya、Mori Hisashi、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Photochemical & Photobiological Sciences

      巻: 18 ページ: 2740~2747

    • DOI

      10.1039/c9pp00249a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new bioluminescence-based tool for modulating target proteins in live cells2019

    • 著者名/発表者名
      Ishimoto Tetsuya、Mori Hisashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 18239

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54712-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Screening inducers of neuronal BDNF gene transcription using primary cortical cell cultures from BDNF-luciferase transgenic mice2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuchi Mamoru、Okuno Yui、Nakayama Hironori、Nakano Aoi、Mori Hisashi、Mitazaki Satoru、Nakano Yuka、Toume Kazufumi、Jo Michiko、Takasaki Ichiro、Watanabe Kazuki、Shibahara Naotoshi、Komatsu Katsuko、Tabuchi Akiko、Tsuda Masaaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 11833

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48361-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Powerful Homeostatic Control of Oligodendroglial Lineage by PDGFRα in Adult Brain2019

    • 著者名/発表者名
      Dang Thanh Chung、Ishii Yoko、Nguyen Van De、Yamamoto Seiji、Hamashima Takeru、Okuno Noriko、Nguyen Quang Linh、Sang Yang、Ohkawa Noriaki、Saitoh Yoshito、Shehata Mohammad、Takakura Nobuyuki、Fujimori Toshihiko、Inokuchi Kaoru、Mori Hisashi、Andrae Johanna、Betsholtz Christer、Sasahara Masakiyo
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 27 ページ: 1073~1089.e5

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.03.084

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Durable fear memory after repeated memory retreaval requires D-serine and intact adult hipocampal neurogenesis.2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue R, Ni X, Mori H.
    • 学会等名
      IDAR2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Erasure of remote contextual fear memory by blocking both D-serine signaling pathway and adult hippocampal neurogenesis.2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue R, Ni X, Mori H.
    • 学会等名
      第49回日本神経精神薬理学会年会
  • [学会発表] 発光蛋白質を用いた新しい細胞内蛋白質機能操作法2019

    • 著者名/発表者名
      石本哲也、森寿
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [図書] Ketamine; From Abused Drug to Rapid-Acting Antidepressant.2020

    • 著者名/発表者名
      Mori, H. Site of ketamine action on the NMDA receptor. (p47-67)
    • 総ページ数
      189
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-981-15-2901-6

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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