杉谷 加代

博士（医学）

研究者総覧

専門分野

神経化学, 生理学, 分子生物学, 病態検査学

研究内容の説明

１) 損傷後の中枢神経軸索再生に関与する分子の検索

哺乳類の成体では、ひとたび中枢神経が損傷を受けると神経細胞はアポトーシスに陥り、最終的には機能不全に陥ってしまいます。対照的に魚類では、中枢神経軸索再生が可能で、機能的にも完全に回復することが明らかになってきました。ヒトでは「脊髄損傷」を受けた場合に機能不全に陥るのに対し、魚類では完全に中枢神経の修復がスタートし、再生に向けて様々な再生関連分子が発現し機能が回復するのです。

そのため、魚類の視神経を実験的に完全に切断したとしても、網膜の神経細胞は新しく神経突起を出し、それが視神経として再伸長し、ターゲットとなる視覚中枢に再入力していくという機能回復に向けた生理的変化を観察することができます。

そこで私たちは、魚類で最も遺伝子解析が進みデータベースが充実しているゼブラフィッシュを用い、実験的に視神経を損傷させた後に発現が上昇する、中枢神経の軸索再生分子の検索を進めています。ヒトでの中枢神経再生を可能とするための基礎研究として、再生の時期特異的に発現する分子の特定やその生理的作用を中心に検索を進めています。

２) 中枢神経再生に関与するトランスグルタミナーゼ

トランスグルタミナーゼ (Transglutaminase, TG) はタンパク同士あるいはタンパクとペプチドを架橋する酵素で、翻訳後修飾反応を担う重要な酵素の１つです。ヒトでは少なくとも8種類が存在し、血液凝固、皮膚の表皮形成などさまざまな生体内での生理作用が確認されています。ラットでは網膜にも、正常な状態でTGの存在が確認できましたが、視神経の損傷を受けると損傷直後から著明に減少していき、一週間後にはほぼ消失してしまいました。一方、魚類では全く逆の反応が見られました。視神経損傷後に網膜でのTGの発現は上昇し、治癒の経過とともに収束していくというパターンが観察され、少なくとも2つのタイプのTGが視神経の再生に関与していることがわかりました (図１)。このような、神経再生とTGの発現との関連についても解析を進めています。

これまでの研究業績

• Sugitani K, Ogai K, Muto H, Onodera K, Matsuoka A, Sugita T, Koriyama Y. (2019) A novel activation mechanism of cellular Factor XIII in zebrafish retina after optic nerve injury. Biochem Biophys Res Commun. 517:57-62.
• Sugitani K, Koriyama Y, Ogai K, Furukawa A, Kato S. (2018) Alternative Splicing for Activation of Coagulation Factor XIII-A in the Fish Retina After Optic Nerve Injury. Adv Exp Med Biol. 1074:387-393.
• Sugitani K, Koriyama Y, Sera M, Arai K, Ogai K, Wakasugi K. (2017) A novel function of neuroglobin for neuroregeneration in mice after optic nerve injury. Biochem Biophys Res Commun. 493:1254–1259.
• Sugitani K, Koriyama Y, Ogai K, Wakasugi K, Kato S. (2016) A Possible Role of Neuroglobin in the Retina After Optic Nerve Injury: A Comparative Study of Zebrafish and Mouse Retina. Adv Exp Med Biol. 854:671-675.
• Ogai K, Nakatani K, Hisano S, Sugitani K, Koriyama Y, Kato S. (2014) Function of Sox2 in ependymal cells of lesioned spinal cords in adult zebrafish. Neurosci Res. 88.84-87.
• Kato S, Matsukawa T, Koriyama Y, Sugitani K, Ogai K. (2013) A molecular mechanism of optic nerve regeneration in fish: The retinoid signaling pathway. Prog Retin Eye Res. 37:13-30.
• Sugitani K, Ogai K, Hitomi K, Nakamura-Yonehara K, Shintani T, Noda M, Koriyama Y, Tanii H, Matsukawa T, Kato S. (2012) A distinct effect of transient and sustained upregulation of cellular factor XIII in the goldfish retina and optic nerve on optic nerve regeneration. Neurochem Int. 61:423-432. 他

研究室からのアピール

基礎研究ですので、一足飛びに臨床にすぐ役立つことは期待できないかもしれません。

地味ですが、コツコツとしたデータ構築に向け興味を持って下さる方を歓迎いたします。