ほ乳類全胚培養系と遺伝子導入による神経回路の初期形成過程の研究

• Project/Area Number: 02J04513
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Neuroscience in general
• Research Institution: Jikei University School of Medicine (2004); Osaka University (2002-2003)
• Principal Investigator: 太城 康良 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助手
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2003: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2002: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 神経回路形成 / 細胞移動 / GABA / マウス胎仔 / 髄脳 / 器官培養系 / 抑制性神経細胞 / 神経発生 / GABA作動性ニューロン / マウス髄脳 / 緑色蛍光タンパク質(GFP) / 全胚器官培養系 / エレクトロポレーション / 軸索ガイド / 全胚培養法 / マウス胚 / 神経発生生物学

Research Abstract

分化を終えた細胞が脳内の適切な位置まで移動することが、神経回路形成の初期過程にみられる現象である。興奮性及び抑制性神経細胞の移動様式が終脳を中心に知見が得られているが、高等ほ乳類では未解明な点が数多く、脳幹を含めた移動様式に関する体系的な見解は得られていない。本研究では脳幹の抑制性神経細胞である髄脳GABA作動性ニューロンに焦点をあて、その移動の過程を明らかにすることを目的とした。
細胞を可視化するために、緑色蛍光タンパク質GFP遺伝子をGABA作動性ニューロンで特異的に発現するよう作製されたトランスジェニックマウス(GAD-GFPマウス)を利用した。免疫組織化学、in situ hybridization、GAD-GFPマウスを用いて、GABA作動性ニューロンを可視化したところ、生体内では、発生に伴い腹側から背側に向かってGABAニューロンの分布が拡大することが明らかとなった。次に、この現象を再現するGAD-GFPマウスの器官培養系を開発し、背側部分を野生型マウスで置換した移植操作によって接線方向の細胞移動が存在することを証明した。このように、GABA作動性ニューロンが髄脳においても接線方向に移動することから、終脳の知見とあわせて、脳内ではGABA作動性ニューロンの接線方向の細胞移動が一般的に行われている可能性が示唆された。
今回、当初の計画とは異なる培養系を用いる結果となったが、当初の研究課題は達成されたと考えられる。本研究の成果は、その一部がすでに2003年の日本神経科学学会において口頭発表されている。その後の追加データの収集はすべて終了し、論文の校正を行い、投稿を間近に控えている。

Research Products

• [Publications] M.Miyahara, R.Shirasaki, Y.Tashiro, K.Muguruma, CW.Heizmann, F.Murakami: "Pathfinding and growth termination of primary trigeminal sensory afferents in the embryonic rat hindbrain"The Journal of Comparative Neurology. 460. 503-513 (2003)
• [Publications] Y.Tashiro, Y.Yanagawa, K.Obata, F.Murakami: "Origin of GABAergic neurons in the myelencephalon"Neuroscience Research. 46 Suppl.1. S45 (2003)
• [Publications] Miyahara, M., Shirasaki, R., Tashiro, Y., Muguruma, K., Heizmann, C.W., Murakami, F.: "Pathfinding and Growth Temination of Primary Trigeminal Sensory Afferents in the Embryonic Rat Hindbrain"Journal of Comparative Neurology. (in press).
• [Publications] Tashiro, Y., Yanagawa, Y., Obata, K., Murakami, F.: "Origin of GABAergic neurons in the meyelencephalon"Neuroscience Research Supplement. (in press).