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2011 年度 実施状況報告書

ガングリオシド欠損によるグリア細胞活性化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23790361
研究機関名古屋大学

研究代表者

大海 雄介  名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), COE特任助教 (10584758)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2013-03-31
キーワードグリア / ニューロン / ガングリオシド / ミクログリア / アストログリア / 神経変性 / 炎症 / ミクロドメイン
研究概要

ガングリオシド欠損に伴うグリア細胞の異常活性化とグリア細胞の分別的役割を検討するために以下の検討を行った。 まず、ガングリオシド欠損に起因するアストロサイトとミクログリアの活性化の機序を解明するため、WT, DKOマウスの脳組織切片を用いて、細胞膜構造の変化に基づく異常活性・増殖の検討を行った。アストログリアでのGFAP発現、ミクログリアのサブタイプであるM1、M2の選別的抗体染色の条件検討から開始した。GFAPによるアストロサイトの検出は順調に実施された。ミクログリア全体の検出はIba1で明瞭に可能であり、DKOにおいて明らかに強く染色された。一方、M1のマーカーであるiNOS抗体では染色が順調に進まず、抗体の再購入を余儀なくされた。M2マーカーであるアルギナーゼ1抗体での染色は、脳組織全体が軽度に染色され、再検討中である。 さらにガングリオシド欠損により活性化したグリア細胞がいかに炎症・神経変性を惹起するかを解明するため、WTマウス由来のニューロンに対するWT, DKO 初代培養グリアの作用を検討すべく、ニューロンの初代培養技術を、宮崎大学医学部の高宮考悟研究室に赴いて習得した。現在、KOマウス脳を用いて検討を開始した。 ガングリオシド欠損によってアストロサイトがどのような機序で活性化するのかを検討するため主にマウス初代培養グリアを用いて下記の実験を行った。マウス新生仔脳からアストロサイトを単離し、初代培養細胞を樹立した。持続震盪法により、アストログリアとミクログリアを分離することに成功した。次に、初代培養アストロサイトの活性化を検討するため、炎症性サイトカイン(TNFα, IL-1β, IL-1α, IL-6, IFNγ)の産生をreal time RT―PCRおよびELISAによって検討し、DKOにおいて出生時に既に発現上昇の傾向が見られることが明らかになった。

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

これまで、グリア細胞の初代培養法を、名古屋大学環境医学研究所の錫村博士に教わり、新生児脳を用いて試行錯誤を重ねてきたことから、比較的順調に培養法が確立可能であった。また、脳神経系組織における炎症性サイトカインの遺伝子発現やELISAによる測定についても一定に習熟していたため、比較的順調に測定が可能であった。一方、マウス初代培養細胞を用いた、サイトカインの感受性がガングリオシド欠損によって亢進するかの検討に関しては、LPSなどの刺激に対する反応を見るなどの予備実験で再現性がとれず、まだ軌道に乗っていないのが現状である。IL10Rの発現、IL10の分泌に関しては、これからの課題になっている。

今後の研究の推進方策

今後、上記の、ミクログリアのサブタイプの抗体による分別的染色方法の確立をいち早く進める。あわせて、ニューロンとグリアの共培養によるニューロンへのグリア細胞の影響の観察とその制御法の検討を協力に進める。さらに脳血液関門の形態学的ならびに機能的な測定、移植実験による神経変性の責任細胞の解析を同時に進める予定である。

次年度の研究費の使用計画

上記のいくつかの計画に沿って、必要な消耗品の購入に大部分をあてる。また、必要な、研究打合わせ、学会発表のための費用としても使用したい。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] O-Linked-N-acetylglucosamine on extracellular protein domains mediates epithelial cell-matrix interactions.2011

    • 著者名/発表者名
      Sakaidani Y, Nomura T, Matsuura A, Ito M, Suzuki E, Murakami K, Nadano D, Matsuda T, Furukawa K, Okajima T
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 13(2) ページ: 583

    • DOI

      10.1038/ncomms1591

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient generation of useful monoclonal antibodies reactive with globotriaosylceramide using knockout mice lacking Gb3/CD77 synthase.2011

    • 著者名/発表者名
      Kondo Y, Tokuda N, Furukawa K, Ando R, Uchikawa M, Zhang Q, Xiaoyan F, Furukawa K
    • 雑誌名

      Glycoconj J.

      巻: 28(6) ページ: 371-84

    • DOI

      10.1007/s10719-011-9335-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positive feedback loop between PI3K-Akt-mTORC1 signaling and the lipogenic pathway boosts Akt signaling: induction of the lipogenic pathway by a melanoma antigen.2011

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Y, Furukawa K, Hamamura K, Furukawa K
    • 雑誌名

      Cancer Res.

      巻: 71(14) ページ: 4989-4997

    • DOI

      10.1158/0008-5472.CAN-10-4108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional activation of Src family kinase yes protein is essential for the enhanced malignant properties of human melanoma cells expressing ganglioside GD3.2011

    • 著者名/発表者名
      Hamamura K, Tsuji M, Hotta H, Ohkawa Y, Takahashi M, Shibuya H, Nakashima H, Yamauchi Y, Hashimoto N, Hattori H, Ueda M, Furukawa K, Furukawa K
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 286(21) ページ: 18526-18537

    • DOI

      10.1074/jbc.M110.164798

    • 査読あり
  • [学会発表] ガングリオシドは神経炎症と変性の抑制に必須である。2011

    • 著者名/発表者名
      大海雄介
    • 学会等名
      第9回糖鎖科学コンソーシアムシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2011年11月24日
  • [学会発表] Regulatory mechanisms of malignant phenotypes of human cancers by tumor-associated carbohydrate antigens in the microdomains.2011

    • 著者名/発表者名
      Koichi Furukawa, Kazunori Hamamura, Yuki Ohkawa, Noboru Hashimoto, Yuhsuke Ohmi,Yoshio Yamauchi, Keiko Furukawa:
    • 学会等名
      The 31st Naito Conference on Glycan Expression and Regulation[II]:Metabolites, Stress Response, Microdomains, and Beyond
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2011, 9,15
  • [学会発表] Essential roles of gangliosides in the protection of inflammation and neurodegeneration via the regulation of lipid rafts: elucidation by a series of gangliosidedeficient mice.2011

    • 著者名/発表者名
      K. Furukawa, Y. Ohmi, O. Tajima, Y. Ohkawa, Y. Yamauchi, K. Furukawa
    • 学会等名
      21st International Synposium on Glycoconjugates
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2011, 8,23
  • [図書] ガングリオシド合成酵素, 糖鎖関連遺伝子ノックアウトマウス シリーズ モデル動物利用マニュアル 生物機能モデルと新しいリソース・リサーチツール2011

    • 著者名/発表者名
      古川鋼一、大海雄介、大川祐樹、徳田典代、田島織絵、古川圭子
    • 総ページ数
      pp. 303-310
    • 出版者
      エル・アイ・シー

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公開日: 2013-07-10  

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