マウス小脳の分子構築についての研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13308047
• 研究機関: 理化学研究所
• 研究代表者: 古市 貞一 理化学研究所, 分子神経形成研究チーム, チームリーダー(研究職) (50219094)
• 研究分担者: 高野 りや 理化学研究所, 分子神経形成研究チーム, 研究員 (80332328) ; 中村 浩 理化学研究所, 分子神経形成研究チーム, 研究員 (70321792) ; 白石 陽子 理化学研究所, 分子神経形成研究チーム, 基礎科学特別研究員 (50311345) ; 吉川 文生 理化学研究所, 分子神経形成研究チーム, 研究員 (70342871)
• キーワード: 小脳 / Cupidin / Gene Chip / シナプス / NMDA受容体 / 組換えウイルスベクター / 遺伝子発現 / グルタミン酸

研究概要

マウスの小脳構築の分子メカニズムを遺伝子レベルで解明することを目的とした。
Cupidinは発達中の後シナプス肥厚部に存在するグルタミン酸神経伝達系とアクチン細胞骨格系のアダプター蛋白質である。小脳初代培養顆粒細胞をグルタミン酸刺激するとNMDA受容体を介したCa^<2+>流入の活性化でシナプスにおけるCupidinクラスターが消失することがわかった。Cupidinは刺激依存的な後シナプス変化にも関わることが示唆された。
LacZ遺伝子が小脳の側矢状断方向のプルキンエ細胞亜集団に帯状発現するTgマウスを用いて、遺伝子発現とコンパートメント形成について解析した。このLacZの分子コンパートメントはこれまで知られているZebrinIIとは異なり、reeler変異によって影響されないことがわかった。
Affymetrix-GeneChipを用いて小脳構築における遺伝子発現についてDNA microarray解析を行った。12,654遺伝子のうち81.6%がいずれかの小脳発達ステージで発現しており、そのうち2倍以上の発現変化を示すものは897遺伝子あった。発現パターンや機能によってクラスタリングすることで、小脳形成の遺伝子発現プロファイルを明らかにした。
AdVとSFVの組換えウイルスベクターを用いて培養小脳ニューロンに特異的な遺伝子発現系を開発した。
現在、新規遺伝子候補(約1,000遺伝子)の中から、小脳形成に関わる遺伝子を中心にその構造と機能の解析を進めている。

研究成果

• [文献書誌] Kagami, Y.: "Investigation of differentially expressed genes during the development of mouse cerebellum"Brain Research Gene Expression Patterns. 1. 39-59 (2001)
• [文献書誌] Uchiyama, T: "A novel recombinant hyper-affinity Inositol 1, 4, 5-trisphosphate(IP3)absorbent traps IP3, resulting in specific inhibition of IP3-mediated calcium signaling"J. Biol. Chem.. (in press). (2002)
• [文献書誌] Iwasaki, H.: "Molecular characterization of the Starfish IP3 receptor an its role during oocyte maturation and fertilization"J. Biol. Chem.. (in press). (2002)
• [文献書誌] 中村 浩: "小脳の生後発達を導くトランスクリプトーム機構 生体の化学 第52巻"財団法人金原一郎記念医学医療振興財団/医学書院. 7 (2001)
• [文献書誌] 吉川文生: "哺乳類脳の形成と遺伝子 日本生化学会 バイオサイエンスの新世紀 第11巻 脳の発生・分化・可塑性"共立出版(印刷中). (2002)