Unraveling the role of peri-synaptic collagen in ageing with protein engineering

ECMはすべての組織に存在する非細胞性の構成要素である。生化学的(分子シグナリング 伝達の誘発・仲介)および生物力学的(物理的な足場)の両面で機能すると考えられている。これまで、ECMをコードする遺伝子を欠損させる研究により、ECM が発達(認知機能獲得)段階でシナプス可塑性に影響を与えることが示されてきた。しかし、老化(認知機能低下)における脳ECMの機能については未解明な点が多く残されている。本研究では、神経科学・ 老化・生物力学をそれぞれ専門とした学際的なチームが、国際共同研究を行うことにより、コラーゲンに代表されるシナプス周囲のECMを観察・操作する技術を研究開発することを目的とする。この目的を達成するために、二年度目にあたる今年度は、脳内で特定のECMを分解あるいは増強するウイルス遺伝工学系を確立した。記憶を司る脳領域においてこれらウイルスツールが発言していることを確認した。さらに、このツールを発現したマウスに記憶学習タスクをさせたところ、ECM分解をしたマウスは、認知能力が有意に低下することが示された。また、国際共同研究先との議論を目的として、英国へ赴いた。この議論を受けて、組織の力学物性と細胞形態を同時に計測する実験系が必要であると結論づけ、この導入に着手した。これらの準備は次年度に行う実験計画の重要な基盤となる。

ECMはすべての組織に存在する非細胞性の構成要素である。生化学的(分子シグナリング 伝達の誘発・仲介)および生物力学的(物理的な足場)の両面で機能すると考えられている。これまで、ECMをコードする遺伝子を欠損させる研究により、ECM が発達(認知機能獲得)段階でシナプス可塑性に影響を与えることが示されてきた。しかし、老化(認知機能低下)における脳ECMの機能については未解明な点が多く残されている。本研究では、神経科学・ 老化・生物力学をそれぞれ専門とした学際的なチームが、国際共同研究を行うことにより、コラーゲンに代表されるシナプス周囲のECMを観察・操作する技術を研究開発することを目的とする。この目的を達成するために、二年度目にあたる今年度は、脳内で特定のECMを分解あるいは増強するウイルス遺伝工学系を確立した。記憶を司る脳領域においてこれらウイルスツールが発言していることを確認した。さらに、このツールを発現したマウスに記憶学習タスクをさせたところ、ECM分解をしたマウスは、認知能力が有意に低下することが示された。また、国際共同研究先との議論を目的として、英国へ赴いた。この議論を受けて、組織の力学物性と細胞形態を同時に計測する実験系が必要であると結論づけ、この導入に着手した。これらの準備は次年度に行う実験計画の重要な基盤となる。