2004 Fiscal Year Annual Research Report
嗅上皮から嗅球さらには嗅皮質へと至る機能的嗅覚神経回路形成の分子機構の解明
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16300105
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
吉原 良浩 独立行政法人理化学研究所, シナプス分子機構研究チーム, チームリーダー (20220717)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮坂 信彦 独立行政法人理化学研究所, シナプス分子機構研究チーム, 研究員 (70332335)
稲木 公一郎 独立行政法人理化学研究所, シナプス分子機構研究チーム, 研究員 (20360498)
吉原 誠一 独立行政法人理化学研究所, シナプス分子機構研究チーム, 研究員 (90360669)
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| Keywords | 嗅覚系 / ゼブラフィッシュ / 匂い地図 / 神経回路形成 / Robo / Arx / 細胞認識分子 / 嗅索 |
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| Research Abstract |
マウス及びゼブラフィッシュをモデル動物として用いて、機能的嗅覚神経回路形成の分子機構の解明へ向けて研究を行った。その結果、以下の新知見を得た。
1、嗅上皮から嗅球へと至る一次嗅覚神経回路の初期形成に、軸索ガイダンス分子Robo2が必要であることを明らかにした。Robo2を欠損するゼブラフィッシュ変異体astrayでは、一部の嗅細胞軸索が嗅球に到達せずに、脳の他の部位へと侵入していた。またこの結果から、「発生初期の神経接続が足場となってその後の正しい神経配線が構築される」という新たなモデルを提唱した(Development印刷中)。
2、ホメオボックス型転写因子Arxが正常な嗅覚神経回路構築に必須の遺伝子であることを見出した。Arx欠損マウスにおいては嗅球の抑制性介在ニューロンの移動に障害が生じ、野生型マウスに比して小さな嗅球となっていた。またArxは嗅細胞に発現していないにもかかわらず、Arx欠損マウスの嗅細胞軸索投射に異常が見られ、嗅球から嗅細胞軸索投射を誘導する未知のシグナル分子の存在が示唆された(Development 132:751-762,2005)。
3、嗅球から嗅皮質へと至る二次嗅覚神経回路の形成機構を解析した。様々な細胞認識分子群の発現パターンの詳細な解析により、発達期の嗅索(LOT:嗅球の投射ニューロンの軸索束)内に層構造(laminar organization)が存在することを初めて見出した。さらにこの層構造は、主嗅球と副嗅球からの異なった軸索投射及び主嗅球の投射ニューロンの異なった発達段階を反映することを明らかにした(J.Comp.Neurol.479:243-256,2004)。
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