脳リンクプロテインによる脳実質ヒアルロン酸-CSPG複合体の機能制御

脑连接蛋白对脑实质透明质酸-CSPG复合物的功能调节

• 批准号: 17046012
• 负责人: 大橋 俊孝
• 金额: $ 2.82万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17046012/
• 关键词: リンクプロテイン; ヒアルロン酸; コンドロイチン硫酸プロテオグリカン

1.Bral2/Haln4ノックアウトマウスの神経周囲網マトリックス分子発現への影響:まず、Northern blottingと免疫組織学的方法でBral2/Hapln4遺伝子発現がないことを確認した。我々は先に発表した論文(Bekku et al.,Mol.Cell.Neurosci.,2003)で、Bral2/Hapln4の神経周囲網(PNN)へのタンパク質局在を報告し、ヒアルロン酸結合型コンドロイチン硫酸プロテオグリカンであるbrevicanとの共局在を示した。Bral2/Hapln4ノックアウトマウスでは抗brevican抗体の神経核でのPNN様の染色性が大きく低下し、diffuseになっていることが確認できた。しかしながら、reticulotegmental nucleus of the pons (RtTg)ではBral2欠損マウスでbrevicanのPNN様の発現パターンが一部のみdiffuseになっていたことから、RtTgにおいてはBral2以外のLPが補償している可能性も考えられる。2.PNN形成におけるBral2/Haln4の役割:我々はBral2/Hapln4ノックアウトマウスのBral2/Hapln4遺伝子のエキソンにtauLacZ遺伝子をノックインしている。すなわち、+/-マウスではBral2/Hapln4遺伝子の転写活性に従い、Bral2発現神経軸索をX-gal染色でき、同時にBral2タンパク質は免疫染色できる。脳の神経回路の中でも単純な回路を持つ小脳に焦点を当て発現細胞とタンパク質局在の関係についての情報収集を行った。X-galの染色はtauの発現に依存しており、本来軸索に染まるはずであるが、プルキンエ細胞においては樹状突起もX-galで染色されてしまい、関係を可視化することはできなかった。これは、もともとプルキンエ細胞では樹状突起でもtauが発現しているためであると考えられる。しかしながら、小脳核においてBral2タンパクのみの発現が見られる細胞と、Bral2mRNAとBral2タンパクの両方の発現が見られる神経細胞が存在していた。これはBral2発現神経細胞とBral2タンパクの局在が必ずしも一致していないことを示す。このことから、Bral2mRNAの発現部位とタンパク発現部位が異なっていることがわかり、Bral2mRNA発現細胞の終末でタンパクが発現することが更に強く示唆された。またBral2/Hapln4欠損マウスにおいてはbrevicanのPNN様の発現パターンがdiffuseになるという結果を得ている。Bral2/Hapln4は一部の神経回路の神経核に特異的に発現している。Bral2の欠損により、brevican以外のプロテオグリカンのPNNの局在に影響する結果も観察できたが、その度合いは神経核ごとにより異なる。Bral2の欠損により各々の会合体破壊がおこることから、ランビエ絞輪周囲あるいは神経周囲膜の細胞外微小環境において特異的会合体形成に必須であることがわかった。

1.对Bral2/Haln4敲除小鼠神经网络基质分子表达的影响：首先，我们使用Northern blotting和免疫组织学方法证实了Bral2/Hapln4基因表达的缺失。在我们之前发表的论文（Bekku et al., Mol.Cell.Neurosci., 2003）中，我们报道了 Bral2/Hapln4 的蛋白定位到神经周围网络（PNN），并发现透明质酸结合硫酸软骨素蛋白多糖表现出共定位与布雷维坎。在Bral2/Hapln4敲除小鼠中，神经元细胞核中的抗短短聚糖抗体的PNN样染色大大减少，并且证实了小鼠的弥散性。然而，在脑桥网状被膜核（RtTg）中，Brevican 的 PNN 样表达模式仅在 Bral2 缺陷小鼠中部分扩散，因此除 Bral2 之外的 LP 可能会在 RtTg 中进行补偿。 2.Bral2/Haln4在PNN形成中的作用：我们将tauLacZ基因敲入Bral2/Hapln4基因敲除小鼠的Bral2/Hapln4基因的外显子中。即，在+/-小鼠中，可以根据Bral2/Hapln4基因的转录活性，用X-gal对表达Bral2的神经轴突进行染色，同时可以对Bral2蛋白进行免疫染色。我们关注小脑，它具有大脑中最简单的神经回路之一，并收集了有关表达细胞和蛋白质定位之间关系的信息。 X-gal 染色依赖于 tau 表达，最初应该对轴突进行染色，但在浦肯野细胞中，树突也被 X-gal 染色，因此无法观察到 Ta 的关系。这被认为是因为tau蛋白最初也在浦肯野细胞的树突中表达。然而，小脑核中存在仅表达 Bral2 蛋白的细胞和同时表达 Bral2 mRNA 和 Bral2 蛋白的神经元。这表明表达Bral2的神经元和Bral2蛋白的定位不一定匹配。这表明Bral2 mRNA表达位点和蛋白质表达位点不同，进一步强烈表明该蛋白质在Bral2 mRNA表达细胞的末端表达。我们还发现，brevican 的 PNN 样表达模式在 Bral2/Hapln4 缺陷小鼠中变得弥散。 Bral2/Hapln4 在某些神经回路的神经元核中特异性表达。我们还观察到，Bral2 缺陷影响了 PNN 中除 brevican 之外的蛋白聚糖的定位，但这种影响的程度因神经元核而异。由于Bral2的丢失会导致每个聚集体的破坏，因此发现Bral2对于朗飞环周围或神经周膜中的细胞外微环境中特定聚集体的形成至关重要。

项目成果

Brain Link Proteins, Neuromodulators for scaffolding the specialized hyaluronan-binding extracellular milieu in the brain. "Neural Proteoglycans"

Brain Link 蛋白，神经调节剂，用于在大脑中搭建专门的透明质酸结合细胞外环境。

• 发表时间: 2007
• 作者: Oohashi T;Bekku Y
• 通讯作者: Bekku Y

Current Progress in understanding the formation and function of chondroitin sulfate proteoglycan complexes in the Brain : New insights from the brain link proteins

了解大脑中硫酸软骨素蛋白聚糖复合物的形成和功能的最新进展：来自大脑连接蛋白的新见解

• 发表时间: 2005
• 期刊: Hyaluronan Structure metabolism, biological activities, therapeutic applications Volume II
• 作者: Oohashi T;Bekku Y;Mukai Y;Ogawa H;Ninomiya Y
• 通讯作者: Ninomiya Y