神経過活動による海馬歯状回疑似未成熟化の分子機序の解明

阐明神经元活动导致海马齿状回假性不成熟的分子机制

• 批准号: 22K15204
• 负责人: 村野 友幸
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Fujita Health University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15204/
• 关键词: 神経科学; 海馬; 歯状回

海馬歯状回特異的に光感受性遺伝子・チャネルロドプシンを発現させたトランスジェニックマウスを作成し、光刺激によって神経過活動し、過活動による長期的な細胞性質の変化を引き起こすメカニズムについて調べた。まず、すでに取得してあった光刺激による神経過活動を誘導したマウスの海馬歯状回のオミクス解析（RNA-seq・ATAC-seq）のデータをGEO Accessionに公開した。次に、公開データベースから取得したデータを活用し、大規模メタ解析を行った。その結果、分裂細胞の有糸分裂期に特異的に発現する遺伝子が、神経細胞であるにもかかわらず有意に発現上昇していることが明らかになった。続いて、神経過活動が細胞核構造にも有糸分裂期様の変化を引き起こすかを調べた。神経過活動を繰り返し誘導した神経細胞では、核膜の破綻、ヒストンH3のリン酸化の亢進、ヘテロクロマチン領域の拡大などが観察された。これらの変化は、いずれも分裂細胞の有糸分裂期において細胞核で起きるものである。このことから、神経過活動が神経細胞の細胞核においても有糸分裂期様の変化を引き起こすことがわかった。一般に有糸分裂期の開始は主にサイクリンB-CDK1によって誘導されると考えられている。そこで、遺伝子編集技術を用いてサイクリンBをノックアウトした状態で光刺激をおこなった。すると、光刺激を行っても有糸分裂期様の核構造の誘導が阻害されないことがわかった。また、神経過活動によるマウスの行動量の増加もサイクリンBのノックアウトによって阻害された。以上の結果から、サイクリンBの発現上昇とそれに引き続いて起こる有糸分裂期の擬似的な進行が、神経細胞におけるゲノム構造の変化をはじめとする長期持続する細胞性質の変化の分子メカニズムであることが示唆された。

歯 shape back to specific hippocampus に light sensitivity of 伝 child · チ ャ ネ ル ロ ド プ シ ン を 発 now さ せ た ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス を made し, light stimulation に よ っ て 経 god had し, activities に よ る な cell properties of long-term の variations change を lead き up こ す メ カ ニ ズ ム に つ い て adjustable べ た. ま ず, す で に obtain し て あ っ た light stimulate に よ る 経 god live を induced し た マ ウ ス の の the hippocampus 歯 gyrus オ ミ ク ス parsing (RNA - seq ATAC - seq) の デ ー タ を GEO Accession に public し た. に, publicly デ ー タ ベ ー ス か ら obtain し た デ ー タ を use し, large-scale メ タ parsing line を っ た. そ の results, splinter cell の have si divided period に specific に 発 now す る heritage 伝 が, god 経 cells で あ る に も か か わ ら ず intentionally に 発 now rising し て い る こ と が Ming ら か に な っ た. Youdaoplaceholder0 続 て, the activity of the nucleus が, the structure of the nucleus に, the <s:1> changes of the mitotic period を, which give rise to が, す, を and べた. God ever 経 activity を Qiao り return し induced し た god 経 cells で は, nuclear membrane の flaw, ヒ ス ト ン H3 の リ ン acidification の hyperthyroidism, ヘ テ ロ ク ロ マ チ の ン field company, big な ど が 観 examine さ れ た. The <s:1> れら transformation れら, the ずれ ずれ ずれ of the <s:1> dividing cell <s:1> has the nucleus of the にお て て て at the stage of mitotic stage で and で る である である である である である である である である である. こ の こ と か ら god, god 経 activity が の 経 cell nuclei に お い て も have si divided period others の variations change を lead き up こ す こ と が わ か っ た. Generally, に has the onset of the mitotic stage of <s:1>, the main にサ にサ <s:1> リ リ リ リ <s:1> B-CDK1によって induces されると examination えられて る る る. そ こ で compiling technology, but 伝 を with い て サ イ ク リ ン B を ノ ッ ク ア ウ ト し た state で light stimulate を お こ な っ た. Youdaoplaceholder0, light stimulation of を and って って has a mitosity-like nuclear structure that <s:1> induces が inhibition, されな とがわ とがわ とがわ った. Youdaoplaceholder0, through the activity of the divine passage による ウス ウス <s:1> the amount of <s:1> action <e:1> increases <s:1> サ <s:1> リ リ <e:1> B <s:1> ノッ アウトによって アウトによって hindering された. の above results か ら, サ イ ク リ ン B の 発 now rising と そ れ に lead き 続 い て up こ る have si divided period の quasi similar な が, god 経 cells に お け る ゲ ノ の ム structure - the を は じ め と す る long been 続 す る cell properties の variations change の molecular メ カ ニ ズ ム で あ る こ と が in stopping さ れ た.

项目成果

Neural hyperexcitation induces long-term changes in the nuclear structure of dentate gyrus neurons resembling the G2-M phase of the cell cycle.

神经过度兴奋会引起齿状回神经元核结构的长期变化，类似于细胞周期的 G2-M 期。

• 发表时间: 2022
• 作者: Murano Tomoyuki;Nakajima Ryuichi;Nakao Akito;Hirata Nao;Amemori Satoko;Murakami Akira;Kamitani Yukiyasu;Yamamoto Jun;Miyakawa Tsuyoshi;村野友幸;村野友幸
• 通讯作者: 村野友幸

Neural hyperexcitation induces M-phase reentry and long-term changes in the nuclear structure of neurons.

神经过度兴奋会诱导 M 期折返和神经元核结构的长期变化。

• 发表时间: 2022
• 作者: Murano Tomoyuki;Nakajima Ryuichi;Nakao Akito;Hirata Nao;Amemori Satoko;Murakami Akira;Kamitani Yukiyasu;Yamamoto Jun;Miyakawa Tsuyoshi;村野友幸
• 通讯作者: 村野友幸