2022 Fiscal Year Research-status Report
皮質-線条体投射ニューロンの新たな機能―成体ニューロン新生との関係
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21K06735
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
森 徹自 鳥取大学, 医学部, 教授 (30285043)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 誠剛 倉敷芸術科学大学, 生命科学部, 教授 (40334677)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 成体ニューロン新生 / 脳室下帯 / グルタミン酸 / 軸索投射 / 帯状皮質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き、皮質-線条体投射ニューロン(corticostriatum projection neuron, CStrPN)と、脳室下帯(subventricular zone, SVZ)の神経幹/前駆細胞との接触状態を、生後マウスを用いて検討した。帯状皮質を含む内側大脳皮質に対して、蛍光タンパク質発現ベクターを子宮内電気穿孔法で、胎生14日に導入することで、CStrPNを標識した。生後発達期を終えて完成したSVZでは、CStrPNは、神経幹/前駆細胞の中でも、SVZから嗅球へ向かう神経前駆細胞と、シナプス様の構造を作ることを、光学顕微鏡レベルで明らかにした。
CStrPNから神経前駆細胞に対する神経伝達が、成体ニューロン新生に与える影響を検討するため、成熟個体を用いて内側大脳皮質を破壊することで、大脳皮質からSVZへの入力を遮断した。その結果、SVZにおける細胞増殖や、神経前駆細胞の嗅球に向かう接線方向への移動には変化が見られなかった。しかし、内側大脳皮質破壊により、神経前駆細胞の小集団が、SVZから距離を取り、隣接する線条体に有為に多く検出された。更にそれらの細胞集団は、接線方向へ移動している形態を示していた。
生直後の脳では、SVZから神経前駆細胞が放射状に移動し、脳の広い範囲へニューロンが供給されていることが先行研究で示されている。前年度の研究業績から、内側大脳皮質から線条体への投射パターンの成熟を考慮すると、生後SVZの成熟に対しても関与する可能性が示唆された。
以上の結果から、CStrPNからのグルタミン酸入力は、神経前駆細胞がSVZ内で移動するように、放射方向への移動を制限していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
子宮内電気穿孔法による胎仔脳へのプラスミド導入は、導入部位や導入効率などを厳密にコントロールすることが困難である。適切な部位と導入効率を達成した個体を得るために、予想以上に多くの時間を費やした。当初の計画では、ニューロンの興奮性を人為的に操作するためのカリウムチャネル遺伝子（Kir2.1）やナトリウムチャネル(NaChBac)を導入する予定であった。上記の理由から、今年度は主に、蛍光タンパク質発現ベクターを用いて条件設定、正常なCStrPNを標識することにとどまってしまった。
また、多くの学内業務のために、十分な実験時間を確保することが困難であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述の通り、内側大脳皮質の破壊実験により、成体ニューロン新生に対するCStrPNの作用が、ある程度確認できた。その影響が、直接的な作用であるのか、あるいはSVZに隣接する線条体GABA作動性ニューロン、あるいはSVZ内に存在する成熟ニューロンを介した間接的な作用であるか、判別する必要がある。そのためにSCtrPNと神経前駆細胞とシナプス様の構造を電子顕微鏡を用いた解析を行う。
また、破壊実験の結果を別の角度から検証するために、Kir2.1やNaChBacをCStrPNへ導入することで、その効果を検討する。
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| Causes of Carryover |
研究の進捗が、予想より遅れたため。学内業務により多忙なため、研究時間の不足によるところが大きい。令和4年度に行う予定であった実験を行う予定である。しかし、令和5年度も引き続き学内業務多忙が予想される。そのため、研究実施期間延長申請も視野に入れる可能性がある。
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