コンドロイチン硫酸プロテオグリカン-5は、成体ラット大脳皮質でシナプス周囲マトリックス集合体を形成している

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Cell. Signal..2020 Jul;:109710. S0898-6568(20)30187-X. doi: 10.1016/j.cellsig.2020.109710.Epub 2020-07-09.

コンドロイチン硫酸プロテオグリカン-5は、成体ラット大脳皮質でシナプス周囲マトリックス集合体を形成している

Chondroitin sulfate proteoglycan-5 forms perisynaptic matrix assemblies in the adult rat cortex.

Anna Pintér
Zsófia Hevesi
Péter Zahola
Alán Alpár
János Hanics

PMID: 32653642 DOI: 10.1016/j.cellsig.2020.109710.

抄録

脳の細胞外マトリックスの組成は、成熟が進むにつれて時間の経過とともに変化する。コンドロイチン硫酸プロテオグリカン5（CSPG-5）は、神経グリカンCとしても知られており、神経突起の成長やシナプス形成に関与していることから、これまでにも分化に関連した研究が行われてきた。ここでは、このプロテオグリカンが生後ラットの脳に持続的に存在し、その発現は生後2週目の終わりに海馬や内側前頭前野などの可塑性を持つ皮質領域で高くなることを示しています。CSPG-5は出生後に徐々に蓄積し、典型的には12週齢のラット海馬のグルタミン酸末端とGABA作動性末端付近に集中している。CSPG-5を含むシナプス周囲マトリックスリングは、しばしば神経周囲網の末梢縁に現れる。CSPG-5はシナプス周辺に蓄積し、シナプスに関連していることが電子顕微鏡で観察された。また、神経芽腫細胞をトランスフェクションして得られたCSPG-5は、神経突起の末端や接触点に発現していることが示唆された。ヒトでは、自殺者のデフォルトモードネットワークの脳領域でCSPG-5の発現がシフトしており、精神疾患の病態に影響を与えている可能性や診断力の裏付けとなっている可能性がある。

Composition of the brain extracellular matrix changes in time as maturation proceeds. Chondroitin sulfate proteoglycan 5 (CSPG-5), also known as neuroglycan C, has been previously associated to differentiation since it shapes neurite growth and synapse forming. Here, we show that this proteoglycan persists in the postnatal rat brain, and its expression is higher in cortical regions with plastic properties, including hippocampus and the medial prefrontal cortex at the end of the second postnatal week. Progressively accumulating after birth, CSPG-5 typically concentrates around glutamatergic and GABAergic terminals in twelve-week old rat hippocampus. CSPG-5-containing perisynaptic matrix rings often appear at the peripheral margin of perineuronal nets. Electron microscopy and analysis of synaptosomal fraction showed that CSPG-5 accumulates around, and is associated to synapses, respectively. In vitro analyses suggest that neurons, but less so astrocytes, express CSPG-5 in rat primary neocortical cultures, and CSPG-5 produced by transfected neuroblastoma cells appear at endings and contact points of neurites. In human subjects, CSPG-5 expression shifts in brain areas of the default mode network of suicide victims, which may reflect an impact in the pathogenesis of psychiatric diseases or support diagnostic power.