カテコールアミン神経伝達による高次脳機能の制御機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480231
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 小林 和人 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (90211903)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松下 夏樹 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (40271556)
• Keywords: イムノトキシン細胞標的法 / 遺伝子ターゲティング / 大脳基底核 / ドーパミンD2受容体 / 条件学習 / アドレナリン受容体

Research Abstract

(1) イムノトキシン細胞標的法によるドーパミン受容体発現ニューロンの機能解析
大脳基底核に依存する運動制御機能においてドーパミンD2受容体を発現する投射ニューロンの機能を明らかにするために、イムノトキシン細胞標的法を用いてD2受容体を発現する細胞の選択的破壊を行った。遺伝子ターゲティング法を利用して、イムノトキシンの標的分子であるインターロイキン-2受容体(IL-2R)をD2遺伝子座にノックインした遺伝子変異マウスを作製した。変異マウスにおいて、D2受容体を発現する線条体、側坐核などの脳領域でIL-2Rの発現を認めた。変異マウスの線条体にイムノトキシンを投与することによって、D2受容体を発現する投射ニューロンが選択的に破壊されることを組織学的解析により確認した。片側の線条体におけるD2受容体発現ニューロンを破壊した変異マウスでは、正常状態では破壊と反対側への回転運動が認められたが、ドーパミン受容体のアゴニストであるアポモルフィンの投与によって回転運動の方向は逆転した。投与後1時間で、回転運動は処理前と同じ方向に回復した。以上の結果は、線条体D2受容体発現ニューロンは、正常状態において運動の抑制に関与していること、ならびに、ドーパミン刺激に対する運動上昇作用において必須の役割を持つことが明かとなった。
(2) アドレナリンβ1とβ2受容体の領域特異的遺伝子ターゲティング
扁桃体に依存する条件学習におけるアドレナリン受容体遺伝子の機能解析のために、脳領域に特異的な遺伝子ターゲティングの開発を試みた。扁桃体基底外側核に特異的に発現するニューロプシン遺伝子のプロモーターを利用し、Cre組換え酵素遺伝子を発現するトランスジェニックマウスを複数系統作製した。また、組換え反応を誘導的に制御するためCreとエストロジェン受容体の融合遺伝子(Cre-ER)をサイトメガロウイルスプロモーターの制御下に発現するトランスジェニックマウスを作製した。β1とβ2受容体の遺伝子にloxP配列を挿入したターゲティングベクターを作製し、引き続き、これらの遺伝子変異マウスの作製を試みる。

Research Products

• [Publications] Kobayashi et al.: "Mutant mice lacking the tyrosine hydroxylase gene and transcomplementation with the human genome: Ongoing prospects for human gene therapy."Biogenic Amines. 15(1). 1-20 (1999)
• [Publications] Kobayashi et al.: "Dopamine deficiency in mice"Brain Dev.. 21. 1-6 (1999)
• [Publications] Kobayashi et al.: "Modest neuropsychological deficits caused by reduced noradrenaline metabolism in mice heterozygous for a mutated tyrosine hydroxylase gene."J. Neurosci.. 20(6). 2418-2426 (2000)
• [Publications] 小林和人: "神経伝達物質としてのドパミン"Lisa. 7(1). 2-7 (2000)
• [Publications] 小林和人ら: "遺伝子治療開発研究ハンドブック"エヌ・ティーエス. 1061 (1999)