グリア細胞におけるPKM制御と神経細胞へのエネルギー供給の意義の解明

阐明 PKM 控制神经胶质细胞和神经元能量供应的重要性

基本信息

批准号：
22K06879
负责人：
矢野佳芳
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

中枢神経系における神経細胞とグリア細胞はグルコース代謝系において生化学的に大きな違いがあり、グリア細胞が神経細胞へのエネルギー供給を行うことでサポートをしていることが報告されている。これらのグリア細胞と神経細胞における代謝連関は、基礎的な細胞生物学だけでなく、神経系疾患を理解する上で重要であると考えられる。そこで、本研究では生化学的特性の差異を生み出す分子機構について解明し、グリア細胞と神経細胞における代謝連関の制御機構について明らかにすることを目的する。本研究では、神経系のグリア細胞の一つであるオリゴデンドロサイト(OLs)に強く発現するRNA結合蛋白質Quaking5(Qki5)に注目し、標的となるmRNAの選択的スプライシング制御の観点から解析を行う。上記を踏まえ、研究期間全体において1)グリア細胞における特異的なエクソン及びQki5による制御エクソンを明らかにする、2）グリア細胞におけるQki5によるPkm1/2の制御およびグリア細胞におけるピルビン酸代謝、神経細胞の代謝動態との関連を明らかにする、3)さらにPkm1/2 におけるQki5の結合配列に基づき、Pkm1/2 スイッチを操作を可能とする核酸の技術を開発し、グリア細胞から神経細胞への乳酸供給の役割を解明する。これにより、神経系におけるグリア細胞-神経細胞の代謝連関の一端を解明し、神経系疾患における代謝機構の理解や創薬に繋がる分子基盤となる情報を得る。初年度である本年度は、マウス培養オリゴデンドロサイト前駆細胞(OPC)を用いて、Qkの発現抑制を行った細胞(Qk-KD)およびコントロール細胞よりRNAを抽出し、トランスクリプトーム解析を行なった。細胞内の核に主に局在するQki5はmRNAの選択的スプライシング制御に大きく寄与しているため、選択的スプライシングを中心に包括的に制御エクソンの同定を行った。

中枢神经系统中的神经元和神经胶质细胞在葡萄糖代谢系统中存在显着的生化差异，据报道，神经胶质细胞通过向神经元提供能量来支持它们。神经胶质细胞和神经元之间的这些代谢联系不仅在基本细胞生物学中很重要，而且在理解神经系统疾病中也很重要。因此，本研究旨在阐明产生生化特性差异的分子机制，并阐明控制神经胶质细胞与神经元之间代谢连接的机制。在这项研究中，我们专注于Quakic5（QKI5），这是一种RNA结合蛋白，在神经系统的神经胶质细胞之一（OLS）中强烈表达，并从靶MRNA的替代剪接控制的角度进行了分析。 Based on the above, during the entire study period, 1) 1) identifies specific exons in glial cells and the regulatory exons by Qki5, 2) identifies the relationship between Qki5's control of Pkm1/2 in glial cells and pyruvate metabolism in glial cells, and neuronal metabolic dynamics, and 3) Develops a nucleic acid technology that enables the manipulation of the Pkm1/2 switch based on the QKI5在PKM1/2处的结合序列，并阐明了乳酸供应从神经胶质细胞到神经元的作用。这将阐明神经系统中神经胶质细胞与神经元之间的代谢联系的一部分，并提供信息，这些信息将成为理解神经系统疾病和药物发现中代谢机制的基础。在今年，使用小鼠培养的少突胶质细胞前体细胞（OPC）从具有抑制QK表达（QK-KD）的细胞中提取RNA，并进行了转录组分析。 QKI5主要定位于细胞内的细胞核，极大地贡献了mRNA替代剪接的控制，因此全面鉴定出调节外显子，重点是替代剪接。

项目成果

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科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

変異型 FUS 蛋白質が細胞質顆粒へ移行する分子機構とその移行を阻害する低分子化合物を発見

发现突变型 FUS 蛋白迁移至细胞质颗粒的分子机制以及抑制该迁移的低分子化合物

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Deficiency of Quaking results in the dysregulation of RNA metabolism and motor neuron degeneration

Quaking 缺乏会导致 RNA 代谢失调和运动神经元变性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masato Yano;Hideyuki Okano;Hirohide Takebayashi;Osamu Onodera;Kenji Sakimura;Takako Furukawa and Yoshika Hayakawa-Yano
通讯作者：
Takako Furukawa and Yoshika Hayakawa-Yano