神経回路網形成への新規モデル動物プラナリアとマウスを用いたアプローチ

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14658230
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 武内 恒成 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 講師 (90206946)
• 研究分担者: 阿形 清和 理化学研究所, 発生再生研究センター, グループリーダー (70167831)
• キーワード: 神経回路網 / 細胞接着分子 / 新規モデル動物 / アンチセンス / RNAi

研究概要

哺乳類・マウスにおいて神経回路網形成に重要な役割を果たす、神経特異的免疫グロブリンスーパーファミリー接着分子群の機能解析を最終目標として、最も原始的な脳を持つモデル動物プラナリアから免疫グロブリンスーパーファミリー接着分子を幾つか単離し、機能解析とともにその分子の進化的側面も解析を進めた。プラナリアからは免疫グロブリンスーパーファミリー接着分子群のうち、NCAM、DSCAM、TAG-1/contactinファミリーのプラナリアオルソログを単離、その全長クローニングとともにそれら分子に対する抗体作成も完了した。昨年度、これら分子のin situハイブリダイゼーションによって遺伝子レベルでの、プラナリア脳再生過程における発現解析を行っており、今回、蛋白質発現レベルでの生体内での発現様式も示すことが出来、脳の形成過程においてこれらの分子が機能相関を持ちながら形成に関わっていることを明らかにするとともに、微細な脳・神経回路網構造をこれら抗体を用いてより詳細に観察できる系を確立した。さらに、これらの分子のRNAiによるノックダウン実験を開始した。ただ、マウスによるノックアウトでは、これら接着分子は劇的なフェノタイプを示さなかったように、プラナリアにおいても単独ノックダウンでは大きな変化にはおよばないが、RNAi系の利点として幾つかの分子を協調してノックダウンすることによって、生体内でのこれら分子の機能をよりはっきりと示すことが出来た。また、我々が別の研究課題で立ち上げたカイコバキュロウイルスを用いた蛋白質発現系を用いてこれら分子を昆虫(カイコ)細胞上に発現し、接着分子の活性を計る系を新たに立ち上げる事に成功した。これら免疫グロブリンスーパーファミリー接着分子はマウス同様、同種分子間では接着活性が高いこと、異種間でも弱い接着活性を持っていることも示すことが出来た。マウスにおいては、脳形態形成における転写因子群のノックアウトマウスによる解析を共同研究で進行させ、これらのプラナリアオルソログも単離し、これらのノックダウンも進めている。マウスによる解析と、プラナリアにおける解析を組み合わせるとともに、細胞生物学的な手法も駆使して神経回路網形成を解析する糸口を掴むことが出来た。

研究成果

• [文献書誌] M.Horie, K.Sango, K.Takeuchi, et al.: "Subpial neural migration in the fetal rat medulla oblongata with Pax-6 deficiency."European Journal of Neuroscience.. 17(1). 49-57 (2003)
• [文献書誌] H.Kawano, M.Horie, S.Homma, K.Kawamura, K.Takeuchi: "Aberrant trajectory of ascending dopaminergic pathway in mice lacking Nkx2.1."Experimental Neurology.. 182. 103-115 (2003)
• [文献書誌] M.Kohjima, Y.Noda, R.Takeya, N.Saito, K.Takeuchi, H.Sumimoto: "PAR3β, a novel homologue of the cell polarity protein PAR3, localizes To tight Junctions."Biochemical Biophysical research communications. 299. 641-646 (2002)