2022 Fiscal Year Research-status Report
受容体型チロシン脱リン酸化酵素による軸索側枝の出芽・伸長過程の制御機構の解明
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22K06458
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
安村 美里 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (20533897)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 真 大阪大学, 大学院連合小児発達学研究科, 教授 (10222019)
岡 雄一郎 大阪大学, 大学院連合小児発達学研究科, 講師 (30614432)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 軸索側枝形成 / 皮質脊髄路 / チロシン脱リン酸化酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経回路形成のメカニズムのひとつに軸索側枝形成がある。神経細胞は軸索の途中に側枝を形成し、複数の標的細胞とシナプスを形成する。これにより、神経細胞は複数の神経核に同時に信号を送ることができ、協調的な活動が可能になると考えられている。様々な脳領域の神経細胞が軸索側枝を形成することが知られているが、中心的な役割を果たす鍵となる分子が同定されていないため、軸索側枝形成の分子機構は依然として不明な点が多い。本研究では皮質脊髄路の神経軸索が橋核に伸ばす側枝をモデルとし、軸索側枝形成を経時的に観察する方法を確立し、申請者らがこれまでの研究から軸索側枝形成の鍵分子であることを見出した受容体型チロシン脱リン酸化酵素(RPTP)の細胞外領域に結合する軸索側枝誘導分子や、下流で働くシグナル経路を同定することで、軸索側枝形成を制御する分子機構を明らかにすることを目的としている。今年度は、軸索側枝形成を経時的に観察する方法の準備と、軸索側枝形成を制御するために必要なRPTPのドメインの同定を行なった。皮質脊髄路起始細胞特異的に赤色蛍光タンパク質tdTomatoを発現するマウスの生後2日目の脳をSeeDB2法で透明化し、Lightsheet顕微鏡を用いて皮質脊髄路の3次元画像を取得した。皮質脊髄路全体が含まれる脳スライスを作製するための位置や角度を決定するために、得られた画像を現在解析している。RPTPは細胞外領域に2つの分子間相互作用に関わるドメインを持ち、細胞内領域にフォスファターゼドメインを持つ。RPTPをノックダウンするためのshRNAベクターとドメイン欠損型のRPTP発現ベクターを皮質脊髄路起始細胞に導入し、軸索側枝形成に与える影響を検証した。
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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
透明化した脳の3次元画像の取得が終了し、解析を行うところまで進めることができた。また、軸索側枝形成を制御するのに必要なドメインを決定するための遺伝子導入実験を全て終えることができ、固定脳からの切片作製までを終えることができたから。
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| Strategy for Future Research Activity |
皮質脊髄路を全て含む脳スライスを作製し、橋核に軸索側枝が形成される様子を経時的に観察する方法を確立する。RPTPをノックダウンしたり、ドメイン欠損型のRPTPを発現させた場合、出芽が起こる頻度や軸索側枝の伸長速度や長さに変化があるかを検討し、RPTPやそのドメインが軸索側枝形成のどのステップに関与しているのかを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
実験補助員を4月から雇用する予定でいたが、こちらの希望条件に合う人材が見つからず採用を見送ったため、人件費を使用しなかった。また、実験が順調に進んだため、動物購入費や試薬の購入費が当初予定していた金額よりも少なくて済んだため。
次年度からは条件に合う実験補助員を採用することが決定したので、人件費として使用する予定である。
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