2017 Fiscal Year Annual Research Report
Targeted astrocytic functional modification using optogenetics - toward realization of artificial control of the basal ganglia circuit
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15K06743
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
辰巳 晃子 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (90208033)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森田 晶子 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (70647049)
和中 明生 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (90210989)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | Olig2 / アストロサイト / DREADD / ムスカリン型アセチルコリン受容体 / 淡蒼球 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は成熟脳のOlig2陽性細胞に注目しOlig2-creERノックインマウスを用いた系譜実験を行ってきた。その結果、Olig2系譜アストロサイト(以下、Olig2-AS)が大脳基底核など特定の神経核に局在すること、それらの神経核ではGFAP陽性のアストロサイトと排他的な局在を示す事を明らかにし、Olig2-ASが成熟脳のアストロサイトのサブポピュレーションを構成することを報告した(Front. Neuroanat. 2018; 12: 8)。そこでOlig2-ASと神経活動との関連性を明らかにするために、大脳基底核のOlig2-ASを人為的に活性化する事とした。まずOlig2系譜細胞がチャネルロドプシン(ChR2)を発現するトランスジェニックマウスを作成し、淡蒼球に光ファイバーを挿入して青色レーザー光を照射したところ、刺激反対側への回転運動や活動量亢進などの様々な行動変化を観察できたものの再現性に乏しかった。そこでアデノ随伴ウイルスを用いてChR2の発現を淡蒼球のOlig2-ASに限局させた。しかしこの方法でもマウスの行動変化は観察できたものの再現性を得るには至らなかった。これは光ファイバーの挿入によって生じるアストログリオーシスの反応が原因のひとつと考えられた。そこで急遽、アストロサイト人為的活性化の手法を非侵襲性のDREADDシステムに切り替えた。アデノ随伴ウイルスにより淡蒼球のOlig2-ASにムスカリン型アセチルコリン受容体(M3Dq)を発現させて、酸化クロザピン(CNO)を腹腔内投与する事で活性化を誘導した。その結果、CNO投与後のOlig2-AS近傍の神経細胞にcFosの発現が再現性よく観察でき、Olig2-ASが神経活動の亢進を誘導する事が確認できた。アストロサイトの人為的操作により、神経細胞の活性化を誘導できた事は大きな成果といえる。
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