小脳全域のプルキンエ細胞特異的CRISPR/Cas9スクリーニング系の確立

• 研究課題/領域番号: 16K14553
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡邉 貴樹 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任助教 (90749798)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 小脳 / プルキンエ細胞 / 登上線維 / CRISPR/Cas9 / シナプス / シナプス刈り込み / 神経科学

研究成果の概要

本研究は、CRISPR/Cas9を用いてマウス小脳全域のプルキンエ細胞特異的に特定の遺伝子をノックアウトし、登上線維のシナプス刈り込みに関わる分子のスクリーニング系の確立を目的とした。条件検討の結果、胎生11日齢の両側小脳への2点電極を用いた子宮内エレクトロポレーション法が小脳全域への導入効率が良いと判明した。登上線維シナプスの刈り込みに必須な遺伝子をターゲットとして、小脳スライス標本を用いて電気生理学的にシナプス刈り込みへの影響を調べたが、SpCas9もeSpCas9も共に顕著なシナプス異常は見られなかった。今回の条件では遺伝子導入には成功したが、ゲノム編集の効率が低い可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Retrograde Signaling from Progranulin to Sort1 Counteracts Synapse Elimination in the Developing Cerebellum (2018)
  • 著者名/発表者名: Uesaka Naofumi、Abe Manabu、Konno Kohtarou、Yamazaki Maya、Sakoori Kazuto、Watanabe Takaki、Kao Tzu-Huei、Mikuni Takayasu、Watanabe Masahiko、Sakimura Kenji、Kano Masanobu
  • 雑誌名: Neuron 巻: 97 号: 4 ページ: 796-805
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2018.01.018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Coordinated Expression of Two Types of Low-Threshold K + Channels Establishes Unique Single Spiking of Mauthner Cells among Segmentally Homologous Neurons in the Zebrafish Hindbrain (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Takaki、Shimazaki Takashi、Oda Yoichi
  • 雑誌名: eNeuro 巻: 4 号: 5 ページ: ENEURO.0249-17.2017
  • DOI: 10.1523/eneuro.0249-17.2017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Alternative splicing in the C-terminal tail of Cav2.1 is essential for preventing a neurological disease in mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Aikawa T, Watanabe T, Miyazaki T, Mikuni T, Wakamori M, Sakurai M, Aizawa H, Ishizu N, Watanabe M, Kano M, Mizusawa H, Watase K.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet. 巻: 26(16) ページ: 3094-3104
  • DOI: 10.1093/hmg/ddx193
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Type-1 metabotropic glutamate receptor signaling in cerebellar Purkinje cells in health and disease (2017)
  • 著者名/発表者名: Kano Masanobu、Watanabe Takaki
  • 雑誌名: F1000Research 巻: 6 ページ: 416-416
  • DOI: 10.12688/f1000research.10485.1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 生後発達期の小脳におけるシナプス刈り込みのメカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邉貴樹、上阪直史、狩野方伸
  • 雑誌名: 生化学 巻: 88 ページ: 621-629
  • NAID: 40020998193
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] 発達期小脳の登上線維－プルキンエ細胞シナプスの刈り込みにおける自閉スペクトラム症関連遺伝子Pcdh10の役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 貴樹
  • 学会等名: 第23回グリアクラブ
• [学会発表] 発達期マウス小脳の登上線維－プルキンエ細胞シナプス刈り込みに関与する自閉スペクトラム症関連分子のスクリーニング (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邉 貴樹, 井上 秀太郎, 上阪 直史, 狩野 方伸
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [備考] 東京大学 大学院医学系研究科 神経生理学分野 狩野方伸研究室
  • URL: http://plaza.umin.ac.jp/~neurophy/Kano_Lab_j/Top_j.html