小脳における抑制性神経回路網の形成および維持調節機構の形態学的解析

• Project/Area Number: 11780544
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nerve anatomy/Neuropathology
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 高山 千利 北海道大学, 大学院・医学研究科, 講師 (60197217)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2000: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 1999: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 抑制性神経回路網 / GABA / GABA受容体 / 小脳 / 発達変化 / 免疫組織化学 / 電子顕微鏡 / ミュータントマウス / GABA_A受容体 / in Situ hybridization

Research Abstract

研究代表者は、マウス小脳を材料とし、形態学的手法を用いて抑制性回路網形成機構を解析している。
1 平成11年度の研究結果
1)小脳皮質抑制性回路網の形成とGABA_A受容体サブユニットの発現は、おおむね平行して進行する。
2)ミュータント・マウスを用いた研究から、α1・α6両サブユニットの発現は細胞の種類に依存し、局在は抑制性終末に依存していることが明らかになった。
2 平成12年度の研究 小脳顆粒層に注目し、抑制性神経回路網形成の過程を、電子顕微鏡を用いて詳細に解析した。続いて、GABA_A受容体を構成するサブユニットのうち成熟マウスで多く発現するα1・α6局在の変化との関係を二重染色法を用いて解析し、両者の関係を詳細に検討した。
1)顆粒細胞軸索へのゴルジ細胞からの抑制性入力は生後7日以降に開始し、生後2-3週頃には成熟マウスと同じ小脳糸球体構造が形成される。
2)生後7日以前には、GABAの合成酵素はゴルジ細胞軸索に存在していた。この事から、生後7日以前にはGABAはシナプス外で放出され、回路形成などの神経発達に関与していると予想された。
3)GABA_A受容体α1・α6サブユニット蛋白質は、いずれも生後7日以降に検出され、何れも微細点状の分布を示した。
4)GABA合成酵素との2重染色の結果、両サブユニットとも抑制性の終末と同じ部位に局在していた。
3 結論と考察
GABA_A受容体を構成するサブユニットのうち、成熟マウスで多く発現を認めるα1・α6の両サブユニットは、抑制性終末とのシナプス形成に誘導される形で発現そして局在し、抑制性神経伝達に関与する受容体を構成していると考えられた。