研究助成
2021年度 特定研究助成
新規化学遺伝学技術による標的神経細胞の活性化と脳機能回復への応用
| 研究題目 | 新規化学遺伝学技術による標的神経細胞の活性化と脳機能回復への応用 |
|---|---|
| 年度/助成プログラム | 2021年度 特定研究助成 |
| 所属 | 福島県立医科大学 医学部 |
| 氏名 | 小林 和人 |
| キーワード | 化学遺伝学 / 標的神経細胞活性化 / イオン透過型受容体 / プロドラッグ / 末梢投与－中枢移行戦略 |
| 研究結果概要 | 我々の研究グループは、ショウジョウバエの嗅覚器に局在するイオン透過型受容体であるIR84a/IR8a複合体を発現誘導したマウス脳内の神経細胞を、リガンド（フェニル酢酸）依存的に活性化する技術を開発し、IR-mediated neuronal activation（IRNA）法として発表した。しかし、末梢血流に投与したフェニル酢酸の脳内への効率的な送達に課題が残されていた。そこで本研究では、化学修飾（メチルエステル化）を施したフェニル酢酸を新規のプロドラッグとして末梢投与－中枢移行戦略の確立を目指した。実際に、マウスやラットの末梢血流にフェニル酢酸メチルエステルを投与し、その直後に脳内でIR84a/IR8a複合体を発現する神経細胞が活性化することを、電気生理学、生化学、全脳分子イメージング、および行動学の評価法を組み合わせて実証した。今後は、同複合体の高効率アクチュエータの探索や、他のサブユニット構成の複合体の利用可能性を検討してIRNA法を洗練させ、行動の神経基盤の解明や、加齢や疾患によって機能低下した神経細胞の再活性化による脳機能の修復など、基礎から前臨床までの研究開発に貢献する。 |
| 公表論文 | 原著論文：Chemogenetic activation of target neurons expressing insect Ionotropic Receptors in the central nervous system by systemic administration of ligand precursors. Iguchi, Y., Fukabori, R., Kato, S., Takahashi, K., Eifuku, S., Maejima, Y., Shimomura, K., Mizuma, H., Mawatari, A., Doi, H., Cui, Y., Onoe, H., Hikishima, K., Osanai, M., Nishijo, T., Momiyama, T., Benton, R., and Kobayashi, K. Communications Biology 7 (1): 547 (2024). DOI: 10.1038/s42003-024-06223-4 解説記事：A new chemogenetic system using Ionotropic Receptors from the fruit fly Drosophila melanogaster. Iguchi, Y., Benton, R., and Kobayashi, K. Springer Nature Research Communities, Behind the Paper (Published in Neuroscience) May 13, 2024. |