文部科学省 科学研究費補助金 学術変革領域研究 (A) 2023〜2027年度
FY2023-2027 MEXT KAKENHI Grant-in-Aid for Transformative Research Area (A)
A02
人為的人工的なマトリックス環境への介入-神経再生ECM機能のマルチモーダル統合解析-
Artificial Intervention in the Matrix Environment - Multimodal Integrated Analysis of Neuroregenerative ECM Functions -
武内 恒成 (愛知医科大学 医学部, 教授)
Kosei Takeuchi (Aichi Med. Univ.)
生体内における神経発生さらには神経再生の場においてはECMのマルチモーダルな時空間情報とダイナミックな挙動が要求される.私たちは臨床的な神経再生も指向しながら,神経発生のECM解析・神経損傷後のECM制御を多面的に解析してきた.とくに,糖鎖ECMの動態が神経再生で極めて重要であることを見出し(NatureCommun. (2014)),糖鎖ECM制御薬剤による創薬展開に繋げている.さらに,細胞外から神経シナプス形成を制御し狙ったシナプスを人為的に結合する“人工シナプスコネクター”の合成による神経再生における応用展開も示した(Science(2020)).
この研究の目的は,神経ECMの機能にいかに人為的に介入し,制御する方法を理解することである.人工的なECM発現制御技術やバイオマテリアルを活用することで,外部からの介入でしか解明できない“再生における内因性ECMの動的な重要性と制御”を明らかにすることを目指している.損傷部位を克服するECM糖鎖制御やバイオマテリアルを用いた人工的介入実験により新たに把握されたECM機能の意義を,トランスクリプトーム解析,RNA-Seq,生理学的定量解析,イメージング解析など,神経科学技術ならではの手法を駆使して導き出す.
Within the environments of neurogenesis and neural regeneration in vivo, the multimodal spatiotemporal information and dynamic behavior of the extracellular matrix (ECM) are required. While also aiming at clinical neural regeneration, we have conducted multifaceted analyses of ECM during neurogenesis and the post-neural injury. Notably, we discovered that the dynamics of glycosaminoglycans in the ECM are extremely important in neural regeneration (Nature Commun, 2014), leading to the development of drugs that regulate these ECM-glycosaminoglycans. Additionally, we demonstrated the application of synthetic "synapse connectors" that control synapse-formation externally and artificially connect targeted synapses for neural regeneration (Science, 2020).
This research aims to understand is to understand how to artificially intervene and control neural ECM functions. By utilizing artificial ECM expression control technologies and Biomaterials, we aim to clarify the "dynamic importance and control of endogenous ECM during regeneration," which can only be uncovered through external intervention. The significance of ECM functions, newly grasped through artificial intervention experiments using ECM glycosaminoglycans and biomaterials that overcome injury sites, will be derived from transcriptome analysis, RNA-Seq, and physiological quantitative analysis and imaging analysis which are unique to neuroscience-technologies.