細胞外足場タンパク質による神経ペプチド放出調節機序の解明

阐明细胞外支架蛋白的神经肽释放调节机制

基本信息

批准号：
21K19313
负责人：
須山成朝
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

C1qファミリーに属するCbln4はシナプス前部から分泌されるNeurexin, シナプス後部に局在するデルタ型グルタミン酸受容体と三者複合体を形成し、興奮性及び抑制性シナプスの形成／維持を行うシナプス形成分子として知られている。神経ペプチドAgouti-related peptide (AgRP) は視床下部弓状核に局在し、摂食亢進の中核を担うAgRP／NPY産生ニューロンから分泌され、満腹中枢のmelanocortin受容体を抑制することで摂食亢進に働くことが知られている。申請者は予備検討によりAgRPニューロンの軸索終末に局在し、シナプス形成のみならず神経ペプチドAgRPの分泌制御に関わる可能性を示唆する結果を得た。そこでAgRPニューロン軸索のCbln4は神経活動や空腹状態に応じて量が変化し、AgRp分泌部位形成・維持を制御する、拡散性伝達調節分子として働くとの作業仮説を立て、神経ペプチド拡散性伝達の機能的・形態的な調節機構を解明することを目的とする。所属研究室はCbln4を含むC1qファミリー分子を第3のシナプス形成分子「細胞外足場タンパク質」として確立した。この概念を非シナプス性の拡散性伝達に拡張し、細胞外構造との相互作用による新しい神経ペプチド放出制御機序の確立を目指す。得られる知見は同じく拡散性伝達を行うモノアミン系神経伝達物質、ホルモン分泌機序の理解にも大きな貢献が期待できる。Cbln4の局在を詳細に解析するためにHAタグを付加したCbln4を発現するHA-Cbln4 knock in mouseを作製が完了し、AgRP,　プレ及びポストシナプティックニューロンとの位置関係を調べている。また、神経活動を調節するための新規Cation-channlrhodopsinを導入し、より生理的な軸索活性化の系を確立した。

CBLN4是C1Q家族的成员，被称为突触形成的分子，形成与神经毒素，三角型谷氨酸受体的三方复合物，位于后突触区域，形成/保持兴奋性和抑制性突触。神经肽Agouti相关的肽（AGRP）位于弧形下丘脑核中，并由AGRP/NPY产生的神经元分泌，这些神经元在增加喂食中起着核心作用，并且已知可以通过抑制Satietie Centre中的黑色素皮质受体来增加进食。申请人通过初步研究定位于AGRP神经元的轴突末端，并发现结果表明它不仅可能参与突触形成，而且还参与了神经肽AGRP的分泌。因此，我们创建了一个可行的假设：AGRP神经轴轴突CBLN4根据神经活动和禁食状态的数量发生变化，并充当一种扩散的传播调节分子，可调节AGRP分泌位点形成和维持，并旨在阐明功能和形态学机制的神经差异剂的功能和体形调节机制。该实验室已经建立了包括CBLN4在内的C1Q家族分子，为第三个突触形成的分子，即“细胞外支架蛋白”。该概念扩展到非突触扩散的传播，旨在建立一种通过与细胞外结构相互作用来控制神经肽释放的新机制。还可以预期获得的发现有助于理解激素分泌的机制，激素分泌也可以进行扩散。为了详细分析CBLN4的定位，已经完成了带有HA标签的CBLN4中HA-CBLN4敲击的产生，并研究了与AGRP，前和突触后神经元的位置关系。此外，引入了一种新型的阳离子channlrhopoptin来调节神经活动，从而建立了更生理的轴突激活系统。