2014 Fiscal Year Research-status Report
視床軸索投射により制御される大脳皮質領野の層構造特異化メカニズム
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25870544
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
佐藤 晴香 熊本大学, 発生医学研究所, 特別研究員 (70625780)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 大脳皮質 / 領野 / 視床 / 軸索由来分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類の大脳皮質には６層構造の各層の厚みが異なる領野が存在し、その分布は視床軸索の投射パターンと相関をもつ。そこで本研究では領野特異的な層構造の形成における視床軸索の役割を明らかにすることを目的とした。
平成２６年度には、前年度までに得られていた視床軸索を除去すると大脳皮質第４層細胞数が減少する現象の分子基盤を明らかにするために、視床軸索末端に発現する分泌タンパク質NRN1とVGFを視床軸索が除去された領野に再発現させる実験を行った。まず、子宮内エレクトロポレーション法による第４層への遺伝子導入条件の検討を行い最適条件を得た。また、より効率的な視床軸索除去を実現するために視床特異的Creマウスの遺伝子型を変更し、これとloxpカセット下に毒素受容体遺伝子を持つマウスとの二重変異マウスの繁殖を行った。これらにより、視床軸索が確実に除去されたマウスにおけるNRN1とVGFの再供給が可能な条件が整ったと考える。今後はその結果を解析していく。
また、層構造が領野ごとに特異化していく過程に細胞死が起こっている可能性を検討するために、視床軸索除去マウスの脳切片に対するアポトーシスやマイクログリアの免疫染色を行った。その結果、第４層が減少するまでの時期にそれらに顕著な増加は見られないことが分かった。さらに、アポトーシス欠損マウスの領野層構造を解析したところ、異常は見られなかった。以上より、領野形成に細胞死が関与する可能性はおおむね否定できたと考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成２６年度には申請者が出産・育児に関わる休業をとったため、本格的に研究を行えた期間は約３カ月間であった。前年度に引き続いて行った視床軸索除去マウスの解析に加えてアポトーシス欠損マウスの解析を行い、上述の研究成果を得た。しかしながら、研究計画の中には解析中のものや未着手のものもあり、今後推進していく必要がある。以上より、全体として本研究はやや遅れていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
第一に、視床軸索除去マウスにおける視床軸索由来分子NRN1とVGFの再供給実験を行い、これら分子が領野形成に関与する可能性を検討する。もし関与が示唆された場合、さらなる検証としてこれら分子の二重ノックアウトマウスを作製し、領野を解析する。入手先はすでに選定済みである。第二に、視床軸索の投射パターンが領野の分布を規定している可能性を調べるため、視床軸索ガイダンスを操作した脳における領野の変化を解析する。すでに子宮内エレクトポレーションによりガイダンス分子を軸索伸長経路に過剰発現させたサンプルを回収済みである。第三に、末梢感覚器の感覚ニューロン数と領野の大きさの関係を探るために、網膜神経節ニューロン数が増大した変異マウスの領野を解析する。以上により、領野形成メカニズムの一端を明らかにすることを目指す。
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| Causes of Carryover |
平成２６年度には出産・育児に関わる休業をとったため、本格的に研究を行えたのは約３カ月間であった。このため実験に使用したマウスが予定より少なくなり、それに関わる購入費や飼育費を繰り越した。また、研究の進捗状況から判断してNrn1とVgfのノックアウトマウスの入手を見送ったため、それにかかる経費を繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は、視床軸索除去マウスにおける視床軸索由来分子NRN1とVGFの再供給実験に用いる遺伝子改変マウスの飼育費、これら分子のノックアウトマウスと網膜神経節ニューロン数が増大した変異マウスの入手費用と飼育費などに使用する予定である。
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