大脳皮質第一次視覚野のシナプス可塑性におけるセリンプロテアーゼの役割について

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480243
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: TAKAO Hensch 理化学研究所, ニューロン機能研究グループ, グループディレクター (60300878)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 宣明 大阪大学, 蛋白質研究所, 助教授 (20224173) ; 俣賀 宣子 理化学研究所, 神経回路発達研究チーム, 専門職研究員 (20209464)
• Keywords: プラスミノーゲンアクチベーター / 感受性期 / 単眼遮蔽 / 眼優位可塑性 / 両眼性領域 / 第一次視覚野 / 遺伝子欠失変異マウス / Western Blot Analysis

Research Abstract

本研究の目的は、組織型プラスミノーゲンアクチベーター(tPA)の大脳皮質第一次視覚野(VC)における眼優位可塑性への関与を明かにしていくことである.最終年度である本年度は、過去3年間の研究成果をまとめ原著論文を発表し、さらに、下記の2つのテーマに関して検討を続行した.
1.tPA KOマウスにおける可塑性レベルの回復:野生型マウス(WT)の眼優位可塑性は生後発達初期(感受性期)に高く、その後成熟に伴って減少する.一方、tPAKOマウスは生涯可塑性レベルが低下したままである.そこで、可塑性レベルの低い成熟WTマウスと、可塑性を経験していない成熟tPAKOマウスに外来性tPAを脳室内投与し、長期単眼遮蔽(LTMD,2週間)の効果がtPAにより促進されるかどうかを検討した.まず、生後2ヶ月の成熟WTおよびtPAKOマウスのLTMD後の眼優位性変化は感受性期のそれに比べ有意に弱いことを確認した(WT, CBI=0.65±0.03, N=5; KO, N=5;0.64±0.02,N=5).次に、LTMDの前半1週間にE6010を投与するとtPAKOマウスにおいてのみ単眼遮蔽の効果が促進された(WT,0.67±0.02,N=6;KO, CBI=0.49±0.02,N=6).この結果は、可塑性を経験していなかったtPAKOマウスにおいて、成熟後もtPAにより可塑性関連因子が誘導されうること、また、生涯に2度目の感受性期を惹起するのは難しいことを示しているのかもしれない.
2.VCにおける可塑性に関わるtPAの細胞内情報伝達について:可塑性に関与すべくtPAの上流および下流に位置する因子を明らかにするために、種々の候補タンパクについてWestern Blot解析を行い、WTとtPAKOマウスにおいてその発現が異なるものを見いだした.現在、VCにおいてリン酸化CREB, MAP kinaseの発現がtPAKOマウスにおいて異常である可能性が示唆されている.特に、リン酸化CREBに関しては生後発達パターンが野生型と異なることわかってきた.また、プロテオーム解析によりアネキシンVIの発現パターンが異なることを見いだした.これらのタンパクにおいては今後もこれらの手法に加え、免疫組織化学法を用いた検討を続けていきたい.

Research Products

• [Publications] Mataga, N., Nagai, N., Hensch, T.K: "Permissive proteolytic activity for visual cortical plasticity"Proc.Natl.Acad, Sci.USA,. 99. 7717-7721 (2002)