2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16H03298
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
安部 健太郎 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70462653)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 遺伝子発現制御 / 神経活動 / 脳イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、研究代表者によって開発された、生体内の細胞において内在転写因子の活性を高精度に定量測定する手法、および脳内の転写因子のダイナミックな活性変化をライブイメージングする技術を用いて、培養神経細胞および生体における神経活動依存的な多数の転写因子の活性を明らかにし、比較解析、活性操作することにより、それら活性変化と行動や病態への関わりを明らかにすることを目的とする。初年度においては生体内の転写因子活性を解析する足掛かりとして、培養細胞系を用いて、開発した実験系の確認を行うとともに、生体内と培養細胞系の違いを生み出す機構の解析を目指した。
前年度までに生体細胞の内在転写因子活性を可視化することが可能な転写医因子活性レポーターウイルス（Abe et al., PNAS 2015）を改変し、複数の転写因子に関するレポーターウイルスを作成、蛍光観察可能な蛍光強度をしめすベクターを作成し、生体内での解析に使用可能な高力価ウイルスを精製した。
本年度は、これまでに開発したベクターを生体マウス脳内細胞に感染させ、各種転写因子レポーター発現遺伝子改変マウスを作成した。本マウスに新規環境探索行動をとらせ、それにより各種転写因子活性の活性がどのように変化するのかを定量的に明らかにした。これにより、約50種の転写因子に関し、生体脳内での活動依存的な転写因子活性のプロファイリングを取得することに成功した。また、前年度までに取得している培養神経細胞での転写因子活性プロファイリングと比較することにより、培養神経細胞と生体内神経細胞での活動依存的な転写因子活性化の違いを明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、研究開始当初は予定されていなかった研究代表者の研究機関の変更と、研究室の引越があった。遺伝子改変生物実験設備と動物実験設備を新たに整える必要があり、研究の進捗が当初の予定通りに進まなかった。しかしながら、前年度までに取得し、凍結保存ていたサンプルの解析を進めることにより、移動に伴う新規実験の遅れを概ね挽回することができたと考える。また、サンプルの解析の結果が当初の想定以上に良好であったため、次年度は新たな実験系を立ち上げることを計画しており、その準備を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの実験により明らかにした培養細胞と生体内細胞の神経活動依存的な転写因子活性変化の違いを生み出す分子メカニズム、神経メカニズムの探索を行う。次に、生体脳内細胞の１細胞レベルでの転写因子活性を行い、脳内で転写因子活性化のおこる細胞を同定する。具体的には、転写因子レポーターウイルスを脳に感染させたマウスについて、上記の感覚入力刺激後にマウス固定脳切片を作成し、レポーター遺伝子の発現を染色法と顕微鏡観察により単一細胞レベルにおいて解析する。その細胞の性質や細胞が含まれる機能神経回路を明らかにし、その特異的な神経機能制御を試みる。
さらに、転写因子レポーター発現マウスに学習タスクを課し、学習による神経可塑性誘発に関わる転写制御因子を明らかにし、それらの活性化の時間経過を明らかにする。また、その転写因子の活性を人為的な操作により制御した際の学習への影響を明らかにする。 また、単一個体での経時的な転写因子活性の変化の計測を可能にするため、自由行動下動物での転写因子活性のライブイメージングを行う。これにより、可塑性に関わる転写因子活性に関し、その変化の時間経過を明らかにする。
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Research Products
(2 results)
