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細胞周囲ヒアルロナンマトリックスは、皮質ニューロンの形態学的成熟に必要である
A pericellular hyaluronan matrix is required for the morphological maturation of cortical neurons.
PMID: 32623025 DOI: 10.1016/j.bbagen.2020.129679.
抄録
背景:
ヒアルロナン（HA）は、細胞外マトリックス（ECM）の主要成分であり、多くの細胞機能に関与しています。成体脳では、HAは、シナプスの周りに高分子凝集体を形成し、神経可塑性において重要な役割を果たしています。成人脳におけるHAの機能がよく特徴づけられているのとは対照的に、発達している脳での役割はほとんど知られていません。
BACKGROUND: Hyaluronan (HA) is a major component of the extracellular matrix (ECM) and is involved in many cellular functions. In the adult brain, HA forms macromolecular aggregates around synapses and plays important roles in neural plasticity. In contrast to the well-characterized function of HA in the adult brain, its roles in the developing brain remain largely unknown.
方法:
生化学的および組織化学的解析を行い、発育途上のマウス脳における HA の量、溶解度および局在を解析した。胎内ラベリング、細胞分離、およびin vitro培養を組み合わせることにより、ヒアルロナン合成酵素（HAS）の発現と皮質ニューロンの形態学的成熟を調べた。
METHODS: Biochemical and histochemical analyses were performed to analyze the amount, solubility, and localization of HA in the developing mouse brain. By combining in utero labeling, cell isolation, and in vitro cultures, we examined the expression of hyaluronan synthase (HAS) and morphological maturation of cortical neurons.
結果:
HAの量は周産期に増加し、成人では減少した。HAは初期の段階では可溶性の形態で存在していたが、産後の発生過程で可溶性が著しく低下した。HAは胚発生期には細胞のない領域に局在していたが、生後の大脳皮質の発生期には広く分布していた。大脳皮質の神経細胞はHas2とHas3の両方を発現していたが、Has1は発現しておらず、神経細胞自身がHAを自律的に産生していることが示唆された。また、大脳皮質ニューロンの細胞体や神経突起の周囲には、HAが細胞周囲マトリックスを形成しており、HA合成を阻害することで神経突起の成長が抑制されていた。
RESULTS: The amount of HA increased during perinatal development and decreased in the adult. HA existed as a soluble form in the early stages; however, its solubility markedly decreased during postnatal development. HA localized in cell-sparse regions in the embryonic stages, but was broadly distributed during the postnatal development of the cerebral cortex. Developing cortical neurons expressed both Has2 and Has3, but not Has1, suggesting the autonomous production of HA by neurons themselves. HA formed a pericellular matrix around the cell bodies and neurites of developing cortical neurons, and the inhibition of HA synthesis reduced neurite outgrowth.
結論:
細胞周囲ヒアルロナンマトリックスの形成は、発達中のニューロンの適切な形態学的成熟に不可欠である。
CONCLUSION: The formation of the pericellular HA matrix is essential for the proper morphological maturation of developing neurons.
一般的な意味:
この研究は、脳内のヒアルロナンの役割についての新しい洞察を提供します。
GENERAL SIGNIFICANCE: This study provides new insights into the roles of hyaluronan in the brain.
発達:
DEVELOPMENT:
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