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神経接着分子の切断を介した抑制性シナプス制御による精神疾患分子病態の解明

通过神经粘附分子的裂解进行抑制性突触控制，阐明精神疾病的分子发病机制

基本信息

批准号：
19J14908
负责人：
木村美咲
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J14908/
关键词：
Neuroligin 2 抑制性シナプスシナプス入力神経活動 GABA受容体痙攣発作

项目摘要

本研究では、抑制性シナプスにおけるNeuroligin2（NL2）切断の詳細な分子機構及びその機能意義の解明を目指してきた。前年度までに、NL2責任切断酵素としてMT3-MMP（MMP16）を同定し、Mmp16ノックアウト（KO）マウス脳を解析した結果、抑制性シナプス関連タンパク質の発現量が有意に増加していたことから、MT3-MMPは脳内においてNL2を基質とし抑制性シナプスに寄与することを明らかにしてきた。本年度は、NL2切断が抑制性シナプスに与える影響を検討するため、Mmp16ノックダウン（KD）初代培養神経細胞を用いた免疫細胞化学的解析をした。結果、Mmp16KD神経細胞において抑制性シナプス密度の有意な増加が認められた。以上の結果から、MT3-MMPを介したNL2切断は、抑制性シナプスの形成・維持に関与することが明らかとなった。次に、抑制性シナプスにおけるNL2切断機構を明らかにするために、GABAA受容体を刺激したときのNL2切断及び抑制性シナプスに対する変化を検討した。初代培養神経細胞にGABAA受容体アゴニストmuscimolを投与したところ、NL2切断が有意に増加し、広範なMMP阻害剤GM6001との共投与により、NL２切断に対するmuscimolの効果が抑制された。さらにこのとき、抑制性シナプス密度が減少すること、この影響はGM6001の共投与により抑制されることが認められた。また、Mmp16KD神経細胞ではmuscimolによるNL2切断及び抑制性シナプス密度における変化は認められなかった。最後に、Mmp16KOマウスにpentylanetetrazolを投与した結果、痙攣発作に対する抑制効果を示した。即ち、MT3-MMPによるNL2切断は、抑制性シナプスの形成・維持・分解を制御し、その機能異常に起因する神経精神疾患の病態に関与する可能性が示唆された。

This study aims to clarify the molecular mechanism and functional significance of Neuroligin2 (NL2) cleavage in the inhibition of neurogenesis. In the previous year, NL2 responsible enzyme MT3-MMP (MMP16) was identified, Mmp16 was analyzed, and the occurrence of inhibitory NL2-MMP was intentionally increased. This year, NL2 was cut off and the inhibitory effect was studied. Mmp16 was used for immunocytochemical analysis of primary cultured neurons. The results showed that Mmp16 KD neuronal cell density was significantly increased. As a result of the above, MT3-MMP is cut off from NL2, and inhibition is maintained. The NL2 cutoff mechanism is described in detail below. The NL2 cutoff mechanism is described in detail below. In primary cultured neurons, the effect of muscimol on GABAA receptor was inhibited by NL2-cut and GM6001-cut. The impact of this on the GM6001's co-investment and suppression is recognized. Mmp16 KD neurons are muscimol free and inhibitory. Finally, Mmp16KO's pentylenetrazol injection results, spasms and other inhibition effects That is, MT3-MMP is associated with NL2 disruption, inhibition, maintenance, and decomposition, and the possibility of neuropsychiatric disorders as a cause of dysfunction.