2015 Fiscal Year Annual Research 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 GTPase / Rho-kinase / ウイルスベクター / 皮質線条体ニューロン / アポトーシス |
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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、回路網を形成するある特定神経路の機能を解明する必要がある。ところが、これまで、特定神経路の解析を可能にする実験手法がなかったため、その機能解析は進んでいなかった。最近、我々のグループは、新しいタイプのレンチウイルスベクターである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ベクターを組み合わせた二重遺伝子導入システムの開発に成功し、特定神経路の機能解析が可能となった。我々は、解剖学的・生理学的に詳細な解析が行われている大脳基底核回路に着目し、特に、皮質―線条体路に焦点を当てた。Rhoファミリー関連分子は、神経発生の過程で様々な機能を制御するが、高次脳機能における役割は不明な点が多い。本研究では、Rhoファミリー関連分子として、Rho、Rac、Cdc42、Rhoの標的タンパク質の一つであるRho-kinaseに注目し、これら分子群の皮質―線条体路における役割を解析した。二重遺伝子導入システムを利用して、皮質―線条体路において、Rho、Rac、Cdc42、Rho-kinaseの活性を抑制した遺伝子改変マウスをそれぞれ作製した。これらのマウスの自発運動量、薬物投与による運動量変化、運動学習を検討したところ、有為な表現型は認められなかった。次に、これらのマウスの皮質線条体ニューロンの生存を組織学的に解析した結果、RhoあるいはRho-kinaseの活性を抑制したそれぞれのマウスでは、皮質線条体ニューロンの数が顕著に減少しており、さらに、この細胞数の減少はアポトーシスに起因することが分かった。これらの結果から、皮質線条体路を形成する大脳皮質ニューロンの生存には、Rho/Rho-kinaseシグナル伝達系が重要な役割を果たすことが明らかになった。
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[Journal Article] Phosphoproteomics of the Dopamine Pathway Enables Discovery of Rap1 Activation as a Reward Signal In Vivo.2016
Author(s)
Nagai T, Nakamuta S, Kuroda K, Nakauchi S, Nishioka T, Takano T, Zhang X, Tsuboi D, Funahashi Y, Nakano T, Yoshimoto J, Kobayashi K, Uchigashima M, Watanabe M, Miura M, Nishi A, Kobayashi K, Yamada K, Amano M, Kaibuchi K
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Journal Title
Neuron
Volume: 89
Pages: 550-565
DOI
Peer Reviewed
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