モノアミン神経伝達物質による神経回路の発達と機能調節

• Project/Area Number: 24700317
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Neuroscience in general
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 徳岡 宏文 東京工業大学, 生命理工学研究科, 助教 (10452020)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2014: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2012: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: ドーパミン / 中脳 / 線条体 / チロシン水酸化酵素 / Nurr1 / Nr4a

Research Abstract

ドーパミン神経細胞シナプスの発達
中脳におけるドーパミン産生が、ドーパミン神経細胞におけるシナプスの発達に与える影響の解明を目指す。本年度は、生後数日の当研究室で作製されたfloxed ThマウスにAAV-Creをfloxed Thマウスの中脳腹側に投与し、中脳黒質におけるTH遺伝子の組換えを目指した。その予備実験として、生後数日の野生型マウスにAAV-GFPを投与した所、GFPの発現を認めた。次に、同様に生後数日のfloxed Thマウス中脳にAAV-Creを投与した。４週間後にTHタンパク質の発現変化を免疫染色により確認したが、THタンパク質の減少は認められなかった。その理由として、Creの発現が十分でないことが考えられた。そのため、より発現量の高いAAVベクターに変更した所、Th遺伝子の組換えが認められた。従って、この方法によりドーパミン神経細胞の発達におけるドーパミンの重要性について検討することが可能となった。
Nurr1誘導機構
NRr4a核内転写因子ファミリーの一つ、Nurr1はドーパミン神経細胞の分化や、ドーパミン神経伝達のための遺伝子発現に重要である。Nr4aはまたImmediate Early Gene(IEG)と考えられているが、その発現誘導の仕組みはよく知られていない。本研究では、中枢神経細胞のモデルとして良く用いられる培養海馬神経細胞を主に用い、Nurr1の発現誘導の分子機構を調べた。まず、神経細胞の興奮性を上昇させた所、Nurr1の発現が顕著に増加した。また、電位依存性カルシウムチャンネルの阻害剤によりNurr1の誘導が低下した。さらに、カルシニューリンの阻害剤によりNurr1の誘導が押さえられた。以上の結果から、中枢神経細胞における神経活動依存的なNurr1の誘導には、電位依存性カルシウムチャンネルとカルシニューリンが重要であることが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] The role of tetrahydrobiopterin and catecholamines in the developmental regulation of tyrosine hydroxylase level in the brain. (2013)
  • Author(s): Homma, D., Katoh, S., Tokuoka, H. & Ichinose, H.
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry Volume: (in press) Issue: 1 Pages: 70-81
  • DOI: 10.1111/jnc.12287
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Induced expression of Nr4a nuclear receptor by extracellular stimuli in cultured hippocampal neurons (2013)
  • Author(s): H. Tokuoka, T. Hatanaka, H. Ichinose
  • Organizer: 第36回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
• [Presentation] Distinct regulation mechanism of the dopamine content in the striatum from that in the midbrain (2013)
  • Author(s): Y. Iwashita, H. Tokuoka, H. Munezane, S. Muramatsu, H. Ichinose
  • Organizer: 第36回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
• [Presentation] Induced expression of Nr4a nuclear receptor by extracellular stimuli in cultured hippocampal neurons (2012)
  • Author(s): Hirofumi Tokuoka, Takayuki Hatanaka, Hiroshi Ichinose
  • Organizer: 第35回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] 培養中枢神経細胞における細胞外刺激依存的なNr4a核内受容体の発現誘導 (2012)
  • Author(s): 徳岡 宏文、畑中 貴之、一瀬 宏
  • Organizer: 第85回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
• [Presentation] チロシン水酸化酵素の過剰発現による線条体ドーパミン量への影響 (2012)
  • Author(s): 岩下 由佳、宗実 悠佳、徳岡 宏文、村松 慎一、一瀬 宏
  • Organizer: 第85回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
• [Presentation] ジヒドロプテリジン還元酵素ノックアウトマウスにおけるモノアミン低下機構の解析 (2012)
  • Author(s): 原 慶賢、松木 繁季、堀口 美恵子、徳岡 宏文、一瀬 宏
  • Organizer: 第85回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場