進化的に保存される脳カラム構造形成メカニズムとその機能

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H02352
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 下郡 智美 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (30391981)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 臨界期 / 形態変化 / 神経活動

Outline of Annual Research Achievements

これまでの成果でBtbd3は神経活動依存的にPlxnA4と選択的に結合してRhoAの活性を上昇させ、樹状突起の除去を行っていることを明らかにした。PlxnA4がRhoAの活性を上昇させるには、2両体を形成する必要があることがすでに報告されていることから、様々なBtbd3の変異体を用いてプルダウンアッセイを行い、PHRドメインを介してPlxnA4と結合したBtbd3が、BTBドメインを介してBtbd3の二両体を形成し、結果としてPlxnA4が二両体を形成することを明らかにした。そこで、このコンプレックス形成がin vivoで起きているのかを明らかにするために、様々なアプローチでin vivoで可視化する方法を試した。しかし、in vivoでの解像度の低さ、生後間もない仔マウスの生存率の低さなどにより残念ながら断念せざるを得なかった。そこで、効率良く、かつ高い解像度をもって樹上突起の形態と樹状突起内の神経活動と分子動態を可視化するために、スライスでのイメージング法を立ち上げることにした。生後３日目のマウス脳のスライスを作成し、パッチクランプ法を用いて一細胞に色素を注入した後、2光子顕微鏡で５－６時間細胞の動態を観察する技術の立ち上げを行った。この方法では高確率で一細胞のラベルを行うことができることから、樹状突起のイメージングの解像度が高く、細かく枝分かれした樹状突起の先端までイメージングすることができた。また、生後３日目の若い脳であることから、ダイナミックな樹状突起の伸長、退縮まで可視化できることが明らかになった。今後はこの方法を用いて、あらかじめ子宮内遺伝子導入法でBtbd3, PlxnA4のノックダウン、過剰発現を行った神経細胞の樹状突起の動態と樹状突起の神経活動の相関を明らかにする。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。