2014 Fiscal Year Research-status Report
二重遺伝子導入システムを利用した特定神経路の機能解析
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25560436
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
小林 憲太 生理学研究所, 脳機能計測・支援センター, 准教授 (70315662)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | Rhoファミリー / 大脳皮質 / 線条体 / ウイルスベクター / 大脳皮質ニューロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳機能は複雑な神経回路網によって制御される。脳機能を理解するためには、特定神経路の機能を解明する必要がある。低分子量GTP結合タンパク質Rhoファミリーは、様々な神経機能を制御することが明らかにされつつあり、現在、注目を浴びている多機能分子群である。本研究では、新たに開発された高頻度逆行性遺伝子導入ベクターと、アデノ随伴ウイルス (AAV) ベクターを組み合わせた二重遺伝子導入システムを駆使して、特定神経路におけるRhoファミリーシグナル伝達系の役割を解明することを目的とする。
平成26年度は、大脳皮質―線条体路を形成するcorticostriatal neuronにおいて特異的にRhoの活性抑制因子であるC3トランスフェラーゼ、Rac1のドミナントネガティブ変異体、Cdc42のドミナントネガティブ変異体をそれぞれ発現誘導したマウス（前年度に作製）の組織解析を行った。その結果、C3トランスフェラーゼを発現させたマウスのcorticostriatal neuronにおいて、顕著な細胞数の減少を認めた。このことから、corticostriatal neuronの生存にはRhoシグナル伝達系の活性が必須であることが明らかになった。本研究は、成熟大脳皮質ニューロン、特にcorticostriatal neuronの生存機構を分子レベルで明らかにした初めての例である。
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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
これまで不明な点が多かったcorticostriatal neuronの生存にRhoシグナル伝達系が関与していることを初めて明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下のような研究推進方策を予定している。
（１）Corticostriatal neuronにおいてRhoの活性を抑制すると細胞数が顕著に減少することを見出した。細胞数減少のタイムコースを解析するとともに、細胞数の減少がアポトーシスに起因するどうかを検討する。
（２）Rhoの主要な標的タンパク質の1つであるRho-kinaseのドミナントネガティブ変異体をcorticostriatal neuronに発現させたマウスを解析することによって、Rho/Rho-kinaseシグナル伝達系がcorticostriatal neuronの生存に関与しているかどうかを検討する。
（３）Rac1とCdc42のドミナントネガティブ変異体を発現したマウスでは、corticostriatal neuronに顕著な細胞数の減少は認められなかった。しかし、corticostriatal neuronの機能に何らかの影響が出ている可能性が考えられるため、これらに関しては、ワーキングメモリなどを検討することによって、行動生理学的な解析を進める予定である。
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[Journal Article] Asynchronous therapy restores motor control by rewiring of the rat corticospinal tract after stroke.2014
Author(s)
Wahl AS, Omlor W, Rubio JC, Chen JL, Zheng H, Schroter A, Gullo M, Weinmann O, Kobayashi K, Helmchen F, Ommer B, Schwab ME
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Journal Title
Science
Volume: 344
Pages: 1250-1255
DOI
Peer Reviewed
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