2008 Fiscal Year Annual Research Report
機能的神経ネットワークの構築と制御の分子メカニズムの研究
| Project/Area Number |
17002016
|
|---|
| Research Institution | Osaka Bioscience Institute |
|---|
Principal Investigator |
中西 重忠 Osaka Bioscience Institute, 所長 (20089105)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
疋田 貴俊 システムズ, 生物学部門, 研究員 (70421378)
岡澤 慎 システムズ, 生物学部門, 研究員 (40414130)
土居 智和 システムズ, 生物学部門, 研究員 (20435564)
|
|---|
| Keywords | 小脳 / 基底核 / 神経ネットワーク / 神経伝達 / 記憶 / 薬物依存 / 発達 / 運動 |
|---|
| Research Abstract |
本研究は入力と出力が定量的に解析出来る運動系の小脳と大脳基底核の神経回路に焦点を当て、以下の研究成果を得た。
1.小脳発達期の神経回路構築機構:小脳顆粒細胞は生後、増殖、分化、移動し成熟シナプスを形成する。我々は小脳器官培養系を用い生体と同様、顆粒細胞は成熟に伴い静止膜電位が脱分極から非脱分極に移行する事、この非脱分極化が小脳顆粒細胞のカルシニュリンを不活化しシナプス形成とシナプス機能蛋白の発現を制御している事を明らかにした。また初期顆粒細胞培養系を用い非脱分極化がグルタミン酸受容体の反応性を高め、NMDA受容体のサブユニットの置換に必須の役割を果たしている事を示した。
2.小脳神経回路の制御機構:小脳神経回路の顆粒細胞に神経伝達物質の分泌を阻止する破傷風毒素を特異的かつ可逆的に発現するトランスジェニックマウスを作製し、顆粒細胞からプルキンエ細胞への神経伝達を可逆的に遮断出来る方法を確立した(可逆的神経伝達制御法)。このモデルマウスを用いて運動記憶の典型である条件付き瞬目反射の記憶のメカニズムを、時系列を持って解析する事に成功し、この結果、プルキンエ細胞が記憶の発現に、一方小脳深部核が獲得と維持に必須の役割を果たしていることを明らかにした。更に小脳記憶の視運動性反射の解析を進め、瞬目反射と同様の機構が働いている事を明らかにし、記憶の一連のプロセスが階層的に多様な神経回路で制御されているという新しい事実を明らかにした。
3.大脳基底核の神経回路の制御と可塑性の機構:我々は破傷風毒素遺伝子導入ウイルスを組み合わせる事によって基底核の直接路と間接路の神経伝達をそれぞれ特異的、可逆的に阻止出来るモデル動物を作製する事に成功し、この結果直接路と間接路が基底核の神経伝達を協調的かつ独自の機構で制御しているという新事実を明らかにした。
|
