実習から研究への疾走

医学群医療科学類国際医療科学主専攻3年生が論文紹介を行いました。

Commun Biol. 2025 Apr 25;8(1):663. doi: 10.1038/s42003-025-08035-6.

Stk24 deficiency causes disrupted hippocampal neurogenesis and anxiety-like behavior in mice (Stk24欠損はマウスにおいて海馬神経新生の破綻と不安様行動を引き起こす)

Kuan-Yu Wu^# 1, Chi-Hui Tsao^# 1, Nicole Ching Su¹, Shin-Meng Deng¹, Guo-Jen Huang^2 3 4

Affiliations

¹Graduate Institute of Biomedical Sciences, College of Medicine, Chang Gung University, Taoyuan, 333, Taiwan.
²Graduate Institute of Biomedical Sciences, College of Medicine, Chang Gung University, Taoyuan, 333, Taiwan. gjh30@mail.cgu.edu.tw.
³Department of Biomedical Sciences, College of Medicine, Chang Gung University, Taoyuan, 333, Taiwan. gjh30@mail.cgu.edu.tw.
⁴Neuroscience Research Center, Chang Gung Memorial Hospital at Linkou, Taoyuan, 333, Taiwan. gjh30@mail.cgu.edu.tw.

^#Contributed equally.

Abstract

Protein kinases regulate protein activity through phosphorylation, and many have been reported to participate in brain development. Among them, serine/threonine-protein kinase 24 (STK24) is believed to influence apoptosis, spinal synaptogenesis, and neuronal migration. Despite its recognized roles, the functions of STK24 in the brain remains insufficiently explored. Here, we present an in vivo study of brain-specific Stk24 conditional knockout mice. We investigate the impact of Stk24 deletion through histological analysis, behavior assays, and the molecular changes. In our results, Stk24 deletion disrupts the hippocampal formation during development and decreased subsequent adult hippocampal neurogenesis whilst neuronal morphology is relatively unaffected. Additionally, Stk24-deficient mice exhibit anxiety-like behavior and altered stress responses, featuring increased hippocampal neuronal activity, dysregulated HPA axis reactivity, and modified expression patterns of glucocorticoid receptor signaling-related genes. In conclusion, our findings highlight the involvement of Stk24 in brain development, adult hippocampal neurogenesis, as well as anxiety and stress responses.

Abstract
タンパク質キナーゼはリン酸化を介してタンパク質の活性を調節し、多くが脳の発達に関与するとされている。中でもセリン/スレオニンタンパク質キナーゼ24（STK24）は、アポトーシス、脊髄シナプス形成、神経細胞移動に影響を与えると考えられている。本研究では、脳特異的なStk24条件付きノックアウト（cKO）マウスを用い、Stk24欠損の影響を組織学的解析、行動試験、分子変化の観点から評価した。その結果、Stk24欠損は発達過程において海馬形成を破綻させ、成体海馬神経新生を減少させることが判明した。神経形態には大きな変化はなかったが、不安様行動とストレス応答の異常が観察された。具体的には、海馬神経活動の亢進、視床下部-下垂体-副腎（HPA）軸反応性の異常、グルココルチコイド受容体関連遺伝子発現の変化が見られた。これらの結果は、Stk24が脳の発達、成体海馬神経新生、不安およびストレス応答に関与することを示唆する。

Background
STK24（MST3）はMAPKシグナル伝達の上流制御因子であり、アポトーシスや細胞移動に関与する。特にMST3bアイソフォームは脳、特に海馬と大脳皮質で高発現する。これまでの研究では、Stk24のサイレンシングがスパイン密度や神経移動に影響を与えることが示されてきたが、脳全体でのStk24欠損が行動や脳発達に与える影響は未解明だった。

Methods
Sox1::CreマウスとStk24フロキシングマウスを交配し、脳特異的Stk24 cKOマウスを作製。mRNAとタンパク質レベルで欠損を確認。ゴルジ染色、免疫染色、RNA-seq、行動試験（開放場、O型迷路、光暗箱、モリス水迷路、Y迷路、新規物体認識）、電気生理学、コルチコステロン測定、c-FOS発現解析を実施。

Results