2016 Fiscal Year Research-status Report
歯状回神経細胞の発達における知的障害・精神疾患関連Rhoシグナル伝達系の機能解明
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16K08264
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| Research Institution | Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center |
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Principal Investigator |
伊東 秀記 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 神経制御学部, 主任研究員 (40311443)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 海馬 / 歯状回 / エレクトロポレーション / 低分子量Gタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私共は、昨年度までに、新生仔マウスを用いたin vivoエレクトロポレーションによって、海馬歯状回神経細胞へ外来遺伝子を導入する手法を確立した。今年度は、この新規遺伝子導入法を用いて、新生仔期から生後発達期のマウス海馬歯状回神経細胞の発達における、低分子量Gタンパク質Racの機能解析を行った。生後０日のマウス脳にGFP発現ベクターと共にRac1の発現を抑制するベクター（ノックダウンベクター）を注入し、エレクトロポレーション法による遺伝子導入を行った。そして、２１日後に脳組織切片を作製し、GFP陽性細胞の歯状回における分布を形態学的手法により解析した。その結果、Rac1をノックダウンした歯状回神経細胞は、歯状回顆粒細胞層での局在に異常が見られた。これらの局在異常を示した細胞の性質を、歯状回顆粒細胞の分化マーカーによる染色により解析したところ、成熟した顆粒細胞の性質を有していることが分かった。遺伝子導入してから４日後に、移動中の歯状回神経細胞の形態を詳細に解析したところ、神経突起の形成が抑制されていることが分かった。Racには、Rac1、Rac2、Rac3の３種類の分子が存在し、脳組織においてはRac1とRac3が発現していることが知られている。そこで、Rac3についてもノックダウン実験を行った。その結果、Rac3をノックダウンした場合にも、新生仔期に産生された歯状回神経細胞の局在異常が見られた。これらの結果から、新生仔期に産生された歯状回神経細胞の移動には、Racが重要な役割を果たしていると考えられた。
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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
今年度は、私共が独自に確立した新規遺伝子導入法により、新生仔期に産生される歯状回神経細胞の発達過程で、Racが重要な役割を果たしていることを明らかにできた。この結果は、私共の確立した新規手法が有用であることを示唆しており、研究の進展が期待できる。１年目で標的とする分子経路を特定できたため、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Rhoファミリー低分子量Gタンパク質には、Racの他に代表的な分子としてRhoAおよびCdc42が知られている。そこで、新生仔期に産生される歯状回神経細胞の発達における、Rac以外のRhoファミリー分子の機能について、同様のノックダウン実験によって明らかにする。また、Racの活性制御因子の中で、歯状回神経細胞の発達に重要な分子のスクリーニングを開始する。
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| Causes of Carryover |
マウス歯状回神経細胞に、エレクトロポレーション法により遺伝子導入後、標本の作製、顕微鏡写真の撮影および画像解析を行った。今年度は、比較的少数の分子に絞った解析を行ったこと、画像解析に費やす時間が多かったことなどから、使用する試薬量が当初の見込みよりも少なかったため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は、歯状回神経細胞の発達を制御するRacの活性調節因子を探索する計画を立てている。多種類の遺伝子のクローニング、発現解析および遺伝子導入実験を行うため、未使用の費用を有効に活用できると考えている。
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