| Project/Area Number |
22KJ1195
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| Project/Area Number (Other) |
20J21223 (2020-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2020-2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 48020:Physiology-related
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
越膳 真弓 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥345,470 (Direct Cost: ¥345,470)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | シナプス刈り込み / 小脳プルキンエ細胞 / 小脳 / 登上線維 / プルキンエ細胞 / 二光子顕微鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
哺乳類の脳が発達していく過程において、いったん多数形成したシナプスのうち不要なものを削除して必要な物だけを残していく「シナプス刈り込み」が重要であることが分かっている。このメカニズムの解明のため、神経活動を引き起こすカルシウムイオンの細胞内濃度変化に必要な遺伝子Ｙについてトランスジェニックマウスを作成した。このマウスの小脳プルキンエ細胞－登上線維シナプスに注目して、その数や入力の強さの経時的な変化を観察し、遺伝子Ｙがシナプス刈り込みに与える影響について調査している。
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類の脳が発達していく過程において、いったん多数形成したシナプスのうち不要なものを削除して必要な物だけを残していく「シナプス刈り込み」が重要であることが知られている。小脳プルキンエ細胞－登上線維シナプスはシナプス刈り込みの代表的なモデルである。生後間もない哺乳類の小脳プルキンエ細胞は複数の登上線維からの入力を受けているが、発達に伴って入力の弱い登上線維が刈り込みされ、最終的に一本の登上線維からのみ入力を受けるようになる。
このメカニズムの解明のため、我々は神経細胞に活動電位を発生させるために必要なカルシウムイオンの細胞内濃度変化をコントロールする遺伝子（遺伝子Ｙとする）に着目した。この遺伝子Ｙは全身で欠損させると致死的となるため、小脳プルキンエ細胞特異的に遺伝子Ｙを欠損させたトランスジェニックマウスを作成した。
このマウスの小脳プルキンエ細胞－登上線維シナプスに注目して、一つのプルキンエ細胞に入力する登上線維の本数の経時的な変化を観察し、遺伝子Ｙがシナプス刈り込みに与える影響について検討した。
in vivoイメージングと小脳スライスを用いた電気生理学的手法を併用して実験を重ねた結果、遺伝子Yを小脳特異的に欠損させるために用いた二種のCre（Cre-A, Cre-Bとする）によって刈り込みへの影響が異なるという興味深い結果が得られた。具体的にはCre-Aを用いて遺伝子Yを小脳特異的に欠損させた場合には、野生型同胞と比較して発達段階における小脳プルキンエ細胞－登上線維シナプスの刈り込みが有意に遅くなった。一方でCre-Bを用いた場合には野生型との有意な差は認められなかった。この差がどのようにして生じるのかを解明すべく、これからはさらに多角的な手法を用いた検討を続ける予定である。
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