樹状突起束発達の分子メカニズム

• Project/Area Number: 19700303
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neuroscience in general
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 宮下 俊雄 理研, 研究員 (80415314)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,410,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2008: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2007: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: 大脳皮質 / 樹状突起 / 皮質カラム構造 / 皮質モジュール構造 / NT-3 / 膨大後皮質 / バレル野 / 遺伝子発現プロファイル

Research Abstract

本年度は研究計画に示したとおり、NT-3のラット大脳皮質における樹状突起束形成に係わる機能解析を軸に研究を行った。NT-3は生後初期の膨大後皮質(GRS)に強く発現しているが体性感覚バレル野では発現が認められない。そこでNT-3の異所的な強制発現をin utero electroporationにより行った。その結果GRSと形態の似た樹状突起束の形成を第2層に誘導できた。また個々の細胞の樹状突起の形態をNT-3強制発現体と野生型で比べるとNT-3強制発現体では樹状突起がより複雑に発達している事が明らかになった。またこの樹状突起束の間には視床皮質連絡繊維が神経終末を形成する事がVGluT2に対する抗体染色で示された。この分布パターンはGRSの視床皮質終末の分布パターンとは逆であるが(GRSでは樹状突起束と視床皮質終末が重なる)、NT-3は樹状突起の発達と視床皮質連絡繊維の神経終末形成を制御し第一層に樹状突起束形成を誘導する事が示唆された。機能阻害実験の為にNT-3の受容体であるTrkCの機能阻害型と思われる細胞外領域、もしくはチロシンキナーゼ領域を欠いた変異体を作成しGRS第2層に強制発現させた。樹状突起束の形成に関しては現在解析中であるが、個々の樹状突起では枝分かれが多く誘導されている印象を持っている。しかしこの機能阻害実験で最も顕著な表現系としてはそのスパイン形成である。GRS第2層の錐体細胞はよその領域に比ベスパインが少ない領域であるがこの機能阻害体を発現させた場合フィロポディア用の突起が過剰形成される。以上の事よりNT-3は樹状突起の枝分かれと同時にスパイン形成も制御しGRSの領域並びに層特異性を形作っているのかもしれない。また本研究と関連しGRSへの神経繊維連絡を解析し、GRSへ海馬CA1領域より抑制性の投射がある事を明らかにし報告した。

Research Products

• [Journal Article] GABAergic projections from the hippocampus to the retrosplenial cortex in the rat (2007)
  • Author(s): Miyashita T and Rockland KS
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience 26 Pages: 1193-1204
  • NAID: 120006385751
  • Peer Reviewed
• [Presentation] NT-3はラット大脳皮質で樹状突起束形成を誘導する (2007)
  • Author(s): 宮下俊雄、Marie Wintzer、小西智一、一戸紀孝、Kathleen Rockland
  • Organizer: BMB2007 第30回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-14
• [Presentation] ラット膨大後皮質生後発達における層特異的遺伝子発現解析 (2007)
  • Author(s): 宮下俊雄、Marie Wintzer、小西智一、一戸紀孝、Kathleen Rockland
  • Organizer: Neuro2007 第30回日本神経科学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-09-10
• [Presentation] Some GABAergic neurons in CA1 project to layer 1 of rat retrosplenial cortex (2007)
  • Author(s): Miyashita T and Rockland KS
  • Organizer: 7th IBRO World Congress of Neuroscience
  • Place of Presentation: メルボルン オーストラリア
  • Year and Date: 2007-07-13