2014 Fiscal Year Research-status Report
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25430010
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
吉原 誠一 奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (90360669)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 弘雄 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (20390685)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 成体神経新生 / 嗅球 / シナプス形成 / 神経活動依存的な発達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
転写因子であるNpas4の嗅球介在ニューロンにおける発現を解析したところ、その発現は匂い刺激による神経活動依存的に発現が制御されていることが明らかになった。レンチウイルスベクターによって、嗅球介在ニューロンにNpas4の強制発現を行ったところ、嗅球介在ニューロンのシナプス密度が上昇した。また、Npas4ノックアウトマウスの嗅球介在ニューロンを解析したところ、Npas4ノックアウトマウスの嗅球介在ニューロンではシナプス密度が野生型よりも減少していた。さらに下流遺伝子の解析から、Npas4遺伝子は微小管結合タンパク質のDcxのユビキチン化による分解を制御する遺伝子であることが明らかになった。匂い刺激を高頻度で与えられて神経活動の活発な嗅球介在ニューロンはNpas4タンパク質の発現量が増加しており、Npas4の制御する分子メカニズムによりスパイン密度が増加して、より多くの他のニューロンと接続できると推測される。このような匂い刺激によるスパイン密度の制御により、嗅球内での神経回路をより洗練されたものに改編し続けていると考えられる。実際に、嗅球介在ニューロン特異的にNpas4遺伝子をノックアウトしたマウスにおいては、二つの光学異性体を用いた匂い識別学習が習得できなくなることを我々は見出しており、匂い刺激によるスパイン密度の制御は精密な嗅覚情報処理に必須であることが明らかになった。なお、この研究成果は2014年8月号のCell Reports誌に掲載された。
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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
国内外の学会において毎年、自身の研究成果について発表を行うことができた。また2014年にはこれまでの研究成果をまとめてCell Reports誌に論文として発表を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
Npas4の機能解析から、微小管結合タンパク質であるダブルコルチンがシナプス形成を促進するという新規の機能を持っていることが明らかになった。今後はダブルコルチンがどのようにしてシナプス形成を促進するのかの機構について分子生物・細胞生物学的解析から明らかにしたい。また、嗅球介在ニューロン特異的にNpas4遺伝子をノックアウトしたマウスにおいては嗅球介在ニューロンのシナプス密度の減少が見られたが、このマウスにおいて匂い情報処理の電気生理学・行動解析を詳細に行う。この解析により、嗅球介在ニューロンの匂い刺激依存的なシナプス形成の生理的意義を明らかにしたい。
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[Journal Article] Npas4 regulates Mdm2 and thus Dcx in experience-dependent dendritic spine development of newborn olfactory bulb interneurons.2014
Author(s)
Yoshihara S*, Takahashi H*, Nishimura N, Kinoshita M, Asahina R, Kitsuki M, Tatsumi K, Furukawa-Hibi Y, Hirai H, Nagai T, Yamada K and Tsuboi A. (*co-first authors)
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 8
Pages: 843-857
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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