小脳皮質インターニューロンによる小脳神経回路網の伝達制御機構の解析

• Project/Area Number: 12050223
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 渡辺 大 京都大学, 医学研究科, 助手 (90303817)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥8,500,000 (Direct Cost: ¥8,500,000); Fiscal Year 2001: ¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000); Fiscal Year 2000: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000)
• Keywords: グルタミン酸受容体 / トランスジェニックマウス / インターニューロン / 小脳 / グルタミン酸

Research Abstract

代謝型グルタミン酸受容体2型(mGluR2)プロモーター下にヒト・インターロイキン2型受容体アルファサブユニットとGFPの融合タンパク(IL-2R/GFP)を発現するトランスジェニックマウス(IL-2R/GFPマウス)を用いて、小脳および網膜のインターニューロンの機能を明らかにする目的で以下の実験を行った。
(1)小脳スライス上でGFPの蛍光を指標にGABA作動性インターニューロンであるゴルジ細胞を同定し、ゴルジ細胞のグルタミン酸作動性シナプスの解析を電気生理学的に行った。イオンチャンネル型受容体、およびGABAB受容体のアンタゴニスト存在下で抑制性後シナプス電位(IPSP)が発生することを見い出した。このIPSPが代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)のアンタゴニストにより消失すること、mGluR2のノックアウトマウスのゴルジ細胞ではIPSPが消失することから、グルタミン酸シナプスでmGluR2を介してIPSPが生じることが明らかとなった。
(2)IL-2R/GFPマウスでは、ヒトIL-2Rを選択的に認識するイムノトキシンを中枢神経に局所投与するとトランスジーンを発現する細胞が選択的に脱落する。網膜では、トランスジーンが、mGlUR2の分布と一致して、コリン作動性アマクリン細胞に特異的に発現する。イムノトキシン局所投与によりコリン作動性アマクリン細胞の選択的破壊実験をおこなった。その結果、網膜内の神経ネットワークの情報抽出過程で、光の動きに対して方向選択性が生じるが、これにコリン作動性アマクリン細胞が必須であることを示した。またコリン作動性アマクリン細胞消失後、視運動性眼球運動が障害されることから、網膜での方向選択性により視運動性眼球運動がコントロールされることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Yoshida, K., Watanabe, D., Ishikane, H., Tachibana, M., Pastan, I., Nakanishi, S.: "A key role of starburst amacrine cells in originating retinal directional selectivity and optokinetic eye movement"Neuron. 30. 771-780 (2001)
• [Publications] Hikida, T., Kaneko, S., Isobe, T., Kitabatake, Y., Watanabe D., Pastan, I., Nakanishi, S.: "Increased sensitivity to cocaine by cholinergic cell ablation in nucleus accumbens"Proc Natl Acid Sci U S A. 98. 13351-13354 (2001)
• [Publications] Hazama, M., Watanabe, D., Suzuki, M., Mizoguchi, A., Pastan, I., Nakanishi, S.: "Diffrerent regulatory sequences are required for parvalbumin gene expression in skeltal muscles and neuronal cells of transgenic mice"Molecular Brain Research. (in press). (2002)
• [Publications] Satoshi Kaneko,Takatoshi Hikida,Dai Watanabe,Hiroshi Ichinose,Toshiharu Nagatsu,Robert J.Kreitman,Ira Pastan and Shigetada Nakanishi: "Synaptic Integration Mediated by Striatal Cholinergic Interneurons in Basal Ganglia"Science. 289. 633-637 (2000)
• [Publications] Kazumichi Yoshida,Dai Watanabe,Hiroshi Ishikane,Masao Tachibana,Ira Pastan and Shigetada Nakanishi: "A Key Role of Starburst Amacrine Cells in Originating Retinal Directional Selectivity and Optokinetic Eye Movement"Neuron . (in press).