2015 Fiscal Year Annual Research Report
コンドロイチン硫酸の硫酸化パターンによる神経可塑性の制御機構
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25860057
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宮田 真路 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 助教 (60533792)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | プロテオグリカン / コンドロイチン硫酸 / 神経可塑性 / ペリニューロナルネット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者はこれまでに、脳の細胞外マトリクス成分であるコンドロイチン硫酸プロテオグリカンの糖鎖構造を改変することで神経可塑性が変化することを明らかにした。本研究で申請者は、成体でも未熟なコンドロイチン硫酸鎖構造を発現する、6-硫酸化コンドロイチン過剰発現マウスを用い、コンドロイチン硫酸の硫酸化パターンによって神経可塑性が制御される分子機構の解明を試みた。コンドロイチン硫酸プロテオグリカンは、特定の抑制性神経細胞の周囲でペリニューロナルネットと呼ばれる特殊な細胞外マトリクスを形成するが、6-硫酸化コンドロイチン過剰発現マウスでは、このペリニューロナルネットの形成が低下していた。網羅的な解析の結果、6-硫酸化コンドロイチン過剰発現マウスでは、ペリニューロナルネットの主要成分であるアグリカンの量が、成体期以降に野生型マウスと比べて顕著に減少することが示された。また、他のペリニューロナルネット成分には影響が見られなかったことから、コンドロイチン硫酸鎖の硫酸化パターンによるプロテオグリカン量の変動はアグリカンに選択的な現象であることが分かった。6-硫酸化コンドロイチン過剰発現マウスでは、CS-56という6-硫酸構造を含むコンドロイチン硫酸を認識する抗体で検出されるペリニューロナルネットが形成されていたが、このペリニューロナルネットにおけるアグリカンの集積は、通常のペリニューロナルネットに比べ顕著に減少していた。さらに、6-硫酸化コンドロイチン過剰発現マウス由来のアグリカンは、野生型マウス由来のアグリカンと比べ、脳に発現するプロテアーゼであるADAMTSに対する感受性が増加していた。つまり、発達期におけるコンドロイチン硫酸鎖の硫酸化パターンの変動は、アグリカンの安定性を介して、ペリニューロナルネットの形成を調節し、それによって神経可塑性が厳密に制御されることが明らかになった。
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