2015 Fiscal Year Research-status Report
視床皮質投射線維の通り道は腹側視床の領域形成過程で作られる
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26430021
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
小野 勝彦 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30152523)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 軸索ガイダンス / 神経回路形成 / 転写因子 / マイクロアレイ / in situ hybridization / 免疫組織化学染色 / マウス胎仔 / 背側視床 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
視床皮質回路は大脳皮質機能の重要な構造基盤である。その回路形成過程では、いくつかの中間標的がみられ、軸索がそれらをstep-wiseに認識して正常な回路ができると考えられている。前脳基底部のCorridor細胞、大脳皮質のsubplate neuronなどがこれに相当する。さらに、視床と前脳基底部の間に介在する腹側視床も、その形成不全動物では視床皮質投射形成が乱れることから、その中間標的と予想されてきたが、その詳細は長く明らかにされていなかった。腹側視床には転写因子Olig2が領域特異的に発現することから、われわれは、Olig2欠損マウスを用いでその間脳の発生を調べ、腹側視床の低形成と視床皮質投射の乱れを見出した。さらに、この形成異常が視床隆起の領域拡大と、この領域に発現する反発性軸索ガイダンス分子であるEphA3とEphA5の発現上昇によるものであることを、発現解析や培養実験から明らかにし報告した（Ono et al., Development, 2014）。視床皮質投射線維は腹側視床を通過することから、この領域には何らかの誘因性軸索ガイダンス分子が発現していることが予想されているが、その分子実態は明らかにされていない。昨年度は、マイクロアレイに載っていないプロテオグリカンの発現を定量PCRとin situ hybridizationで解析したが、Olig2欠損マウスと野生型マウスとの間で大きな変化は見いだされなかった。今年度は、Olig2欠損マウス胎齢13.5の前脳領域のマイクロアレイデータに戻り変化の見られる分子を今一度精査し、解析の対象とする分子を調べた。
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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
視床皮質投射形成の詳細を明らかにするため、まずDiIとDiAとを胎生後期のマウスの大脳皮質に注入した。Olig2欠損マウスでは皮質後部の視覚野への投射が、野生型と比べてやや早くに始まる（prematureである）という結果を得た。このようなことも加味して、マイクロアレイデータを見直した。Olig2欠損マウスにおける発現と野生型マウスのそれとの間で統計学的に優位な差が見られない分子でも含めて、わずかでも差の見られそうなものを拾い出した。その結果、Semaphorin 4b（KOマウスで増強）, Semaphorin 5A（減弱）, Slit2（減弱）とそれらの受容体であるRobo1（やや減弱）、Reelin（やや減弱）、netrin-1（やや増強）とその受容体であるDCC（減弱）、ephrinB1（増強）、ephrinB2（増強）が見いだされた。これらのうち、Sema5Aはオリゴデンドロサイト系譜細胞に発現することが知られており、これを欠くOlig2欠損マウスで発現が低下することは理に適っており、関連する分子として期待された。しかし、胎生後期の脳から抽出したRNAを用いて定量PCRを行ったが、著明な差は見られなかった。さらにin situ hybridizationで空間的発現パターンを調べたが、Olig2欠損マウスでも野生型に近い発現が見られた。以上の結果から、Semaphorin5AはOlig2欠損マウスで発現は変化している可能性は非常に低く、このマウスの視床皮質回路の表現型にかかわっていないことが明らかになった。Positiveな結果は得られていないが、分子を一つ一つ調べていくというプロセスは必須であり、その意味ではおおむね順調であるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
この研究課題では、視床皮質投射線維の伸長に対して腹側視床にinstructiveまたはpermissiveな基質特性を持たせるような分子とその発現を調べることを大きな目的としている。現在はその方策として、Olig2欠損マウスのマイクロアレイデータから分子を拾い出し、その発現パターンを定量PCRとin situ hybridizationにより野生型と比較し候補分子をしぼりつつある。特に、Olig2欠損マウスで発現の上昇する軸索反発分子と、発現低下する軸索誘引分子に着目して拾い出している。今後のこの実験方向を続けて責任分子を絞っていく。
一方で、初年度にあったように、マイクロアレイに載っていない軸索ガイダンス分子があり、たとえば2009年に報告されたLinxは、このマイクロアレイには見られない。Linxタンパクは、受容体型チロシンキナーゼ結合分子で、末梢神経系では軸索そのものに発現しており、その欠損マウスでは軸索走行が乱れる。また、中枢神経系では軸索伸長誘引分子として働き、その欠損マウスは内包を欠くことも報告されている。また、背側視床には発現していないが、腹側視床～視床下部にかけて発現していることから、視床皮質投射線維に対して誘因性に作用することが予想される。Linxについては、すでにpartial cDNAをクローニングしており、これを用いて空間的発現パターンを解析する予定である。
本年は、このようなマイクロアレイに載っていない軸索ガイダンス分子も文献的に発掘し解析の対象に加えて行う。
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Research Products
(8 results)
