2018 Fiscal Year Annual Research Report
不要神経回路の選択的除去におけるin vivo膜動態の解析
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18J01378
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
古澤 孝太郎 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 膜動態 / ニューロテンシン受容体 / ドーパミン受容体 / Gタンパク質共役型受容体 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大まかな脳神経回路は幼児期に形成されるが、この時期の脳神経回路は混線・断線を含み、未熟な状態である。そのため、その後の発達過程で、過剰量の神経回路から不必要な回路を除去する「不要突起除去」と呼ばれる現象が見られる。しかし、この不要突起除去の分子メカニズムはほとんど理解されていない。本研究では、不要神経回路除去の時空間制御における膜動態の役割について明らかにすることを目的とする。平成30年度は主に、光遺伝学的手法により、高精度の時間空間枠における膜動態の操作に取り組んだ。ニューロテンシン受容体は、脳に高発現しているGPCRであり、ニューロテンシンによって活性化される。ニューロテンシン受容体は、神経突起伸長を含む脳発生を制御することから、不要突起除去にも関わる可能性が考えられる。そこで申請者は、最近報告された、GPCRのエンドサイトーシスを光操作する技術を用いて、高精度の時間空間枠におけるニューロテンシン受容体のエンドサイトーシス光操作に取り組んだ。東京大学の小澤岳昌教授から、ニューロテンシン受容体の光操作ツールの提供を受け、現在、神経細胞においてニューロテンシン受容体の光操作ツールを動作させるための実験条件を確立している。加えて、ニューロテンシン受容体が脱感作においてエンドサイトーシスされた後、どの様に、そして、どの様なメカニズムで細胞内輸送されるのかを解析している。これらの実験を通じて、ニューロテンシン受容体のエンドサイトーシス光操作と、エンドサイトーシス後の細胞内輸送解析の両面から研究を進めている。
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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
本年度は予定通り、膜動態を光操作するための実験系を構築した。具体的には、ニューロテンシン受容体のエンドサイトーシスを光操作するための実験条件を整えた。並行して、これまで不明瞭であった、ニューロテンシン受容体のエンドサイトーシス後の細胞内輸送経路を解析した。次年度は、ニューロテンシン受容体の相互作用因子に着目しながら、解析を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、引き続きニューロテンシン受容体のエンドサイトーシス光操作の実験系の確立と、エンドサイトーシス後における細胞内輸送の解析を進める。これまでに、ニューロテンシンが、ドーパミン作動性神経細胞の神経伝達を調節すること、さらに、ニューロテンシン受容体とドーパミンD2受容体がヘテロダイマーを形成することが報告されている。このことから、ニューロテンシン受容体は、ドーパミンD2受容体とヘテロダイマーを形成することで、ドーパミン作動性神経細胞の神経伝達を調節する可能性が考えられる。そこで、ニューロテンシンの光操作ツールを用いながら、ニューロテンシン受容体とドーパミンD2受容体のヘテロダイマーの細胞内輸送を解析することで、このヘテロダイマーがドーパミン作動性神経細胞の神経伝達を調節する可能性についても検証する。
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