ユビキチンリガーゼＳＣＲＡＰＰＥＲが調節するシナプス蛋白質の超解像イメージング

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26460388
• 研究機関: 浜松医科大学
• 研究代表者: 矢尾 育子 浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 准教授 (60399681)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: SCRAPPER / シナプス / 超解像 / 蛋白質 / イメージング / 神経可塑性 / 老化

研究実績の概要

ユビキチンプロテアソーム系による選択的蛋白質分解は神経細胞を含む様々な細胞機能の制御に重要である。ユビキチン化の異常は多くの神経変性疾患で見られ、神経伝達物質放出異常もまた多くの神経疾患に関与する。シナプスにおけるユビキチン化の時空間的な詳細を明らかにすることは神経難病の医化学的病態理解に役立つと期待される。
前年度に引き続き、申請者らが明らかにしたユビキチンリガーゼSCRAPPERを主とするユビキチンプロテアソーム系による神経シナプス脱構築および神経伝達制御の分子機構解明を目的として解析を行った。
１）SCRAPPERノックアウトあるいは過剰発現マウスの脳を用いて、変動している標的蛋白質の量を検証した。具体的には、シナプス関連蛋白質に対する抗体を用いたウェスタンブロット法により抽出物に含まれる量を検討、免疫組織化学実験での脳切片観察により脳組織における発現量を検討した。
２）ユビキチンプロテアソーム系の阻害剤を海馬培養神経細胞に作用させ、モーター蛋白質に与える影響を、ウェスタンブロット法を用いて発現量を比較した。
３）前年度から継続して、超解像顕微鏡によるシナプス蛋白質のイメージングを試みた。超解像顕微鏡は構造化照明顕微鏡法を採用したSIM顕微鏡、および、ローカライゼーション法を採用したSTORM顕微鏡を用い、海馬初代培養神経細胞に加え脳組織切片での観察を試みた。これまで用いた方法ではSTORMの多重染色像では波長の重なりがあることが判明したため、新たな蛍光二次抗体を検討し、シグナルが分離できることを確認した。今後は今年度確立した条件で撮像を行い、分子分布データを取得する予定である。

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

当該年度の計画を遂行し目標を達成した。

今後の研究の推進方策

シナプス蛋白質の可視化を継続するとともに脳全体の切片を対象に質量分析イメージングを行う。

次年度使用額が生じた理由

予定していたよりも安価で入手できた試薬があったため。

次年度使用額の使用計画

試薬の購入費用に充て、有効に使用する。

研究成果

• [国際共同研究] トロント大学(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: トロント大学
• [雑誌論文] Sulfatide species with various fatty acid chains in oligodendrocytes at different developmental stages determined by imaging mass spectrometry. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirahara Y, Wakabayashi T, Mori T, Koike T, Yao I, Tsuda M, Honke K, Gotoh H, Ono K, Yamada H.
  • 雑誌名: J Neurochem. 巻: 140 ページ: 435-450
  • DOI: 10.1111/jnc.13897
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of hOvol2 in the XY body of human spermatocytes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi H, Katano T, Nishida K, Yao I, Morimoto Y, Matsuda T, Ito S.
  • 雑誌名: Andrologia 巻: 49 ページ: -
  • DOI: 10.1111/and.12599
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of Brain-Enriched Guanylate Kinase-Associated Protein (BEGAIN) in Chronic Pain after Peripheral Nerve Injury. (2016)
  • 著者名/発表者名: Katano T, Fukuda M, Furue H, Yamazaki M, Abe M, Watanabe M, Nishida K, Yao I, Yamada A, Hata Y, Okumura N, Nakazawa T, Yamamoto T, Sakimura K, Takao T, Ito S.
  • 雑誌名: eNeuro. 巻: 3 ページ: -
  • DOI: 10.1523/ENEURO.0110-16.2016
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ttll9-/- mice sperm flagella show shortening of doublet 7, reduction of doublet 5 polyglutamylation and a stall in beating. (2016)
  • 著者名/発表者名: Konno A, Ikegami K, Konishi Y, Yang HJ, Abe M, Yamazaki M, Sakimura K, Yao I, Shiba K, Inaba K, Setou M.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 129 ページ: 2757-2766
  • DOI: 10.1242/jcs.185983.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microscopic visualization of testosterone in mouse testis by use of imaging mass spectrometry. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimma S, Kumada H-O, Taniguchi H, Konno A, Yao I, Furuta K, Matsuda T, Ito S.
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 408 ページ: 7607-7615
  • DOI: 10.1007/s00216-016-9594-9
  • 査読あり
• [学会発表] 超解像イメージングによるシナプス伝達制御機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2017-03-29 – 2017-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] Mass spectrometry imaging for transitional condition of a drug to the mouse brain (2016)
  • 著者名/発表者名: Yao I
  • 学会等名: 第1回国際マスイメージングセンターミーティング
  • 発表場所: 浜松医科大学（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2016-10-06 – 2016-10-06
  • 国際学会 / 招待講演