グリア神経回路網の破綻による行動異常の分子メカニズム

• Project/Area Number: 18053013
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 平田 普三 Nagoya University, 大学院・理学研究科, 助教 (60402450)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥6,100,000 (Direct Cost: ¥6,100,000); Fiscal Year 2007: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2006: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: 変異体 / 運動 / 分子生物学 / 発生生物学 / 電気生理学 / 神経 / 行動 / グリシン受容体 / シナプス

Research Abstract

脳神経回路において、グリア細胞は数にしてニューロンの約10倍あると言われている。近年、グリア細胞が神経回路に不可欠の役割を果たしていることが分かり、回路の理解にはニューロンとグリアから成る巨大なネットワークを研究することが重要であると言われるようになった。研究代表者はグリア細胞の異常による神経回路網の破綻、それによって引き起こされる運動・行動の異常をゼブラフィッシュをモデル動物として研究している。グリア細胞で発現するグリシントランスポーター1変異体は逃避運動が持続せず、ピンセットでつつくなどの触刺激を与えると本来なら数秒泳動するところを0.5秒程度しか運動しないという表現型を示す。変異体ではシナプス間隙に過剰のグリシン分子があり、グリシン作動性抑制伝達が増えていた。グリシン受容体の阻害剤であるストリキニンを作用させてグリシン作動性伝達を弱めることで正常な運動が回復することから、変異体ではグリシン作動性伝達が急性に亢進していることが確かめられ、これはグリア細胞による神経回路ネットワーク制御の一端をになうものである。一方、正常胚にストリキニンを作用させるとグリシン作動性伝達が減少することで異常運動が観察された。ストリキンンを作用させることでシナプス伝達が阻害されるだけでなく、受容体凝集も阻害されることから、この効果は慢性であるといえる。また、ゼブラフィッシュに阻害剤を作用させるという簡単な実験から活動依存的シナプス形成を研究する実験系ができると期待される。

Research Products

• [Journal Article] The zebrafish ennui behavioral mutation disrupts acetylcholine receptor localization and motor axon stability (2008)
  • Author(s): Louis Saint-Amant
  • Journal Title: Dev. Neurobiol. 68 Pages: 45-61
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Zebrafish relatively-relaxed mutants have a ryanodine receptor defect, show slow swimming and provide a model of multi-minicore disease (2007)
  • Author(s): 平田普三
  • Journal Title: Development 134 Pages: 2771-2781
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Locomotion research with zebrafish (2007)
  • Author(s): 平田普三
  • Journal Title: JPn. J. Neuropsychopharmacol. 27 Pages: 127-134
  • NAID: 10023964388
• [Journal Article] Non-sense mutations in the dihydropyridine receptor β1 gene, CACNB1, paralyze zebrafish relaxed mutants. (2006)
  • Author(s): Weibin Zhou
  • Journal Title: Cell Calcium. 39・2 Pages: 227-236
• [Journal Article] Impaired fatty acid utilization in thioredoxin binding protein-2 (TBP-2)-deficient mice : a unique animal model of Reye syndrome. (2006)
  • Author(s): 岡 新一
  • Journal Title: FASEB Journal 20・1 Pages: 121-123
• [Presentation] 小型魚類を用いた筋疾患モデル研究 (2008)
  • Author(s): 平田普三
  • Organizer: 宇宙基礎医学生物学研究に用いるべき最適なモデル生物に関するワークショップ「第3回:筋骨格系の実験に向けたモデル生物」
  • Place of Presentation: 東京ウィメンズプラザ(東京)
  • Year and Date: 2008-01-11
• [Presentation] 運動を規定する遺伝子の解析 (2007)
  • Author(s): 平田普三
  • Organizer: 第13回小型魚類研究会
  • Place of Presentation: 東京大学小柴ホール(東京)
  • Year and Date: 2007-09-16
• [Presentation] リアノジン受容体の異常による運動障害と疾患治療のモデル実験 (2007)
  • Author(s): 渡邉貴樹
  • Organizer: 第13回小型魚類研究会
  • Place of Presentation: 東京大学小柴ホール(東京)
  • Year and Date: 2007-09-16
• [Presentation] Zebrafish mi34 mutants exhibit defective motor responses due to a decreasein muscle voltage-gated sodium currents. (2007)
  • Author(s): Eric Horstick
  • Organizer: The 5th European Zebrafish Development and Genetics Meeting
  • Place of Presentation: Amsterdam, Nederland
  • Year and Date: 2007-07-13
• [Presentation] TRPM7 is required for zebrafish touch-evoked behaviors. (2007)
  • Author(s): Sean Low
  • Organizer: The 5th European Zebrafish Development and Genetics Meeting
  • Place of Presentation: Amsterdam, Nederland
  • Year and Date: 2007-07-13
• [Presentation] Glycine receptor beta subunit mutation and postsynaptic clustering of GlyRs in zebrafish development (2007)
  • Author(s): 平田普三
  • Organizer: The 7th Human Frontier Science Program Awardees Meeting
  • Place of Presentation: Novotel Twin Waters Resort, Sunshine Coast, Australia
  • Year and Date: 2007-06-21
• [Presentation] ゼブラフィッシュを用いた運動の生理遺伝学的解 (2007)
  • Author(s): 平田普三
  • Organizer: 国立遺伝学研究所研究会「脊椎動物の器官形成とバイオイメージング」
  • Place of Presentation: 国立遺伝学研究所宿泊施設(三島)
  • Year and Date: 2007-03-15
• [Presentation] ゼブラフィッシュを用いた運動の研究 (2007)
  • Author(s): 平田普三
  • Organizer: 第42回脳の医学・生物学研究会
  • Place of Presentation: サマニアンホール(名古屋)
  • Year and Date: 2007-02-03