2019 Fiscal Year Annual Research Report
Single neuron discrimination for refining neural circuits(Fostering Joint International Research)
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15KK0331
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
金子 涼輔 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (40390695)
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| Project Period (FY) |
2016 – 2019
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| Keywords | プロトカドヘリン / 小脳 / 運動学習 / 遺伝子改変マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私たちは仮説「同じPcdhを発現するニューロン同士で神経回路を作る」の検証を目的として研究を進めている。本国際共同研究では、マウス小脳をモデル解析系とし以下三課題(i)(ii)(iii)により上記仮説の検証を試みた。その結果、課題(i)(ii)を支持する結果が得られ、課題(iii)を直接的に検証可能な遺伝子改変マウスの作製に成功した。今後は本マウスを用いて課題(iii)に結論付ける。
課題(i)Pcdh欠損により神経回路が異常になるか？：小脳に存在する神経細胞タイプそれぞれにおいてPcdhを欠損させたマウスを作製し、組織学的な異常を探索した。その結果、様々なニューロンタイプにおける細胞数の減少を見出した（顆粒細胞、分子層インターニューロン、プルキンエ細胞）。さらに、プルキンエ細胞の配置の乱れを見つけた。興味深いことに、配置が乱れているプルキンエ細胞では樹状突起の形態異常も認めた。これらはPcdh欠損により神経回路が異常になることを示す。
課題(ii)Pcdh欠損により脳機能が異常になるか？：課題(i)にて作製した各細胞種特異的Pcdh欠損マウスの行動学的異常を探索した。その結果、顆粒細胞、分子層インターニューロン、プルキンエ細胞におけるPcdhは正常な運動学習能の発達に必須であることが示された。
課題(iii)神経回路を構成するニューロン群におけるPcdh発現は同一か？：Pcdh発現細胞可視化マウス（蛍光タンパク質ノックインマウス）を用いて解析した。その結果、プルキンエ細胞、顆粒細胞、抑制性インターニューロン、バーグマングリア、アストロサイドにてPcdhの確率的発現が見られた。
今後は、上記(iii)にて得られたPcdh発現細胞可視化マウスを用いて、神経回路を構成するニューロン群におけるPcdh発現は同一か？を直接的に検証する。
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