2003 Fiscal Year Annual Research Report
コンドロイチン硫酸糖鎖による中枢神経回路の構築と制御
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14082210
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| Research Institution | Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center |
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Principal Investigator |
大平 敦彦 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 周生期学部, 部長 (20101074)
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| Keywords | コンドロイチン硫酸 / プロテオグリカン / NGC / 脳 / 神経前駆細胞 / 遺伝子改変マウス / ニューロカン / ホスファカン |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、中枢神経系の主要な細胞表面分子であるにもかかわらず、その生理機能についてはほとんど理解されていないコンドロイチン硫酸(CS)の役割を解明することである。本年度は、この目的に向かって以下の成果をあげた。
1.非プロテオグリカン型NGCのみを発現する遺伝子改変マウスの作製準備
中枢神経特異プロテオグリカンであるNGCは、マウスの配列で123番目のセリン残基にのみCS鎖が導入されている。NGC上のCS糖鎖の役割を動物個体レベルで明らかにするため、123番目のセリンがアラニンに置換されたNGCを発現するマウスを作製し、その表現型を解析する。すでにターゲティングベクターの作製を終了し、現在、ES細胞へ導入する準備をしている。これまでに、NGCの発現が正常の10%以下に低下しているNGC遺伝子改変マウスを作製したが、このマウスには行動異常が見られることから、NGCが高次脳機能に関与していることは疑いないようだ。
2.神経前駆細胞に富む未成熟脳のプロテオグリカン/グリコサミノグリカンの同定
胎生14日ラット終脳から精製したCSは、DEAEカラムクロマトグラフィーにより2つの画分に分かれた。高塩濃度で溶出される画分には、高硫酸化二糖単位であるE-単位の存在が確認できたが、D-単位は検出できなかった。また、神経前駆細胞が形成するニューロスフェアーと呼ばれる細胞塊は、ニューロカンとホスファカンを合成分泌していることも明らかにした。一方、bFGF存在下でのニューロスフェアー形成は、市販のCS-Eの添加により、ヘパラン硫酸やヘパリンと同程度以上に促進されたが、CS-Dにはその促進効果は見られなかった。また、コンドロイチナーゼABC存在下で、ニューロスフェアー培養を行うと、神経前駆細胞の培養皿への接着性が増強された。このことから、神経前駆細胞の周囲に存在するCS糖鎖が、神経前駆細胞の行動を調節していることが示唆された。
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[Publications] Kazunori Sango 他: "Phosphacan and neurocan are repulsive substrata for adhesion and neurite extension of adult rat dorsal root ganglion---"Experimental Neurology. 182(1). 1-11 (2003)
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[Publications] Takahisa Koga 他: "Expression of glycosaminoglycans during development of the rat retina."Current Eye Research. 27(2). 75-83 (2003)
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[Publications] Motoi Okamoto 他: "Kainic acid-induced convulsions cause prolonged changes in the chondroitin sulfate proteoglycans neurocan and---"Experimental Neurology. 184(1). 179-195 (2003)
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[Publications] Keiko Nakanishi 他: "Altered synaptic activities in cultures of neocortical neurons from prenatally X-irradiated rats."Neuroscience Letters. 355(1-2). 61-64 (2004)
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[Publications] Takuya Shuo 他: "Developmental changes in the biochemical and immunological characters of the carbohydrate moiety of neuroglycan C---"Glycoconjugate Journal. (in press). (2004)
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[Publications] Seiji Miyata 他: "Activity-dependent downregulation of a chondroitin sulfate proteoglycan 6B4 phosphacan/RPTPβ in the hypothalamic---"Neuroscience. (in press). (2004)
