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Otx2ホメオタンパク質は初期発生において脳の形成に関わり、欠損すると脳全体が失われる重要な分子である。初期胚においてOtx2は脳領域全体に発現し、発生の過程に伴い著しく減少する。一方、生後脳では視覚機能の発達に関わり、視覚の臨界期の開始と終了を制御していることが報告されている。
これまでに生後脳における視覚関連領域以外でのOtx2の働きは明らかにされていない部分が多い。本研究では情動発達におけるOtx2の機能について着目し、その中でも恐怖記憶におけるOtx2の機能を中心に研究を行ってきた。
その結果として前年度までに、ドーパミン作動性細胞特異的にOtx2 を欠損する遺伝子改変マウス(Otx2-flox/DAT-cre)では 恐怖記憶の想起および自発的回復が低下することを明らかにしていた。音と関連付けられた恐怖記憶は扁桃体基底外側核で統合され、保持されると考えられていることから、Otx2がドーパミン作動性細胞の扁桃体への投射に関与していることが推測されていた。
このことを受けて、今年度は組織学的解析による検証と、論文作成に向けての追加実験を中心に行った。Otx2欠損マウス脳切片を用いて、ドーパミン作動性細胞の検出を行ったところ、腹側被蓋野領域ではドーパミン作動性細胞の染色像に変化は見られなかった。一方で、扁桃体基底外側核領域では、前側核領域において腹側被蓋野からのドーパミン性投射線維が減少していることを明らかにした。また、恐怖記憶に関わる機能分子であるコンドロイチン硫酸、パルブアルブミンも前側核領域特異的に発現が減少していることを明らかにした。
本研究では、Otx2 がドーパミン作動性細胞の発達や維持に関与し、扁桃体基底外側核の前側核における機能分子の発現に影響を与えることを明らかにした。その結果、行動実験において恐怖記憶が低下するという表現型が誘導されたと推測される。
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